Quels sont les types de sondes de température pour transformateurs ?

I. Pourquoi la surveillance de la température des transformateurs est-elle si importante ?

Le transformateur est l'équipement central du système électrique, il fonctionne à long terme dans un environnement de haute tension et de courant élevé, et l'accumulation de chaleur est la première cause de défaillance. Des études ont montré que le matériau d'isolation est réchauffé tous les 6°C, la durée de vie sera raccourcie d'environ la moitié. Une fois que la température est hors de contrôle, le plus léger est d'accélérer le vieillissement de l'isolation, de raccourcir la durée de vie de l'équipement, le plus lourd est de déclencher un court-circuit d'enroulement, la combustion du transformateur et même des pannes d'électricité à grande échelle.

C'est pourquoi le capteur de température de transformateur est devenu un "garde-malade" indispensable pour chaque transformateur. Il collecte en temps réel la température du bobinage, du noyau et de l'huile, le système de contrôle de la température fournit une base de données, déclenche automatiquement le démarrage et l'arrêt du refroidissement de l'air, l'alarme de surchauffe et même le déclenchement d'urgence.

Cet article présente systématiquement les six catégories de capteurs de température de transformateur les plus courantes, en se concentrant sur l'analyse du seuil technique le plus élevé du système de mesure de la température par fibre optique, et fournit des conseils pratiques sur la sélection, afin d'aider les ingénieurs et le personnel chargé des achats à trouver rapidement le bon produit pour leurs projets.

---

II. aperçu des six types d'intégration

En fonction du principe de fonctionnement et des scénarios applicables, les capteurs de température pour transformateurs peuvent être classés dans les six catégories suivantes : sondes à résistance en platine PT100, thermocouples, capteurs de température à fibre optique, thermomètres bimétalliques/à dilatation (BWY/BWR), les thermistances NTC/PTC et les capteurs de température passifs sans fil RFID. Une analyse approfondie de chacun d'entre eux est présentée ci-après.

---

Troisièmement, sondes à résistance en platine PT100

Principe de fonctionnement

Le PT100 est l'un des éléments de mesure de la température industrielle les plus classiques. Son noyau est une résistance en fil de platine enroulé - la résistance du platine augmente linéairement avec la température, la valeur de résistance à 0°C est exactement de 100 Ω, d'où le nom de "PT100". Le contrôleur de température, grâce à la mesure précise de la valeur de résistance du changement, peut être converti avec précision à la température actuelle.

Principales caractéristiques

Grande précision de mesure, bonne linéarité, l'erreur est généralement de ±0,3°C ; grande stabilité, utilisation à long terme d'une faible dérive ; conforme aux normes internationales (IEC 60751), et compatibilité avec le contrôleur de température de la marque ; prix modéré, facile à installer, c'est le programme standard de mesure de la température des transformateurs de type sec.

Scénarios d'application typiques

Les capteurs PT100 sont largement intégrés dans les enroulements triphasés des transformateurs de type sec et sont connectés par fil à l'unité de mesure de la température. BWDK Contrôleur de température de série (tel que BWDK-S201, BWDK-Q201, etc.), acquisition en temps réel de la température du bobinage, affichage et contrôle d'alarme à plusieurs niveaux. Habituellement, chaque configuration de transformateur 3 route (triphasé une route), une partie du programme haut de gamme pour augmenter le point de mesure de la température du noyau de fer total 4 ~ 6 route.

💡 usine de transformateurs à sec, les capteurs PT100 sont généralement préintégrés par le fabricant dans le corps de moulage de l'enroulement, l'utilisateur n'ayant plus qu'à connecter correctement les bornes du régulateur de température.

---

IV. capteurs de température à thermocouple

Principe de fonctionnement

Les thermocouples sont basés sur "l'effet Seebeck" : les deux extrémités de deux conducteurs métalliques différents sont connectées séparément, et lorsqu'il y a une différence de température entre les deux joints, une faible force électromotrice est générée dans le circuit, et le signal de tension est proportionnel à la différence de température, qui est convertie par le transmetteur pour obtenir la valeur de la température. Les spécifications courantes sont le type K (Nichrome-Nickel-Silicium) et le type T (Cuivre-Cuivre-Nickel).

Principales caractéristiques

La plage de mesure est très large, jusqu'à 1000°C ou plus ; le temps de réponse est rapide et convient à la surveillance dynamique de la température ; la structure est simple et le coût faible ; la précision est légèrement inférieure à celle de la PT100, dans la section des basses températures (0 ~ 200°C), l'erreur non linéaire est relativement évidente.

Scénarios d'application typiques

Dans le domaine des transformateurs, les thermocouples sont principalement utilisés pour la mesure auxiliaire de la température de l'huile dans la couche supérieure des transformateurs à bain d'huile, ou pour remplacer la PT100 dans des conditions de travail spéciales à haute température. Pour la surveillance des points chauds des enroulements, qui nécessite une grande précision de mesure de la température, ils ont été progressivement remplacés par des capteurs à fibre optique.

💡 La plus grande différence entre le thermocouple et le PT100 est que la sortie du thermocouple est un signal de tension, qui est susceptible d'être perturbé par un champ électromagnétique important, de sorte qu'une attention particulière doit être accordée au traitement du blindage lorsqu'il est utilisé à l'intérieur de l'enroulement du corps du transformateur.

---

V. Capteurs de température à fibres optiques (recommandation clé)

▶ Il s'agit actuellement de la solution optimale de mesure de la température pour les grands transformateurs et les applications de précision.

Qu'est-ce que la mesure de la température des enroulements de transformateurs par fibre optique ?

La mesure de la température par fibre optique est une sonde de détection spéciale en fibre optique directement intégrée dans l'enroulement du transformateur entre les spires ou à l'intérieur de la bobine, l'utilisation de signaux optiques (plutôt que de signaux électriques) pour transmettre les données de température de la nouvelle technologie de mesure de la température. La fibre optique n'étant pas conductrice, elle n'est pas affectée par les champs électromagnétiques et peut fonctionner de manière sûre et fiable dans un environnement à haute tension et à fort champ magnétique, ce qui n'est pas comparable aux capteurs électriques traditionnels.

Principe de fonctionnement

Mesure de la température par fibre optique fluorescente : Un matériau fluorescent spécial est appliqué à l'extrémité de la sonde à fibre optique, de sorte que lorsque la lumière d'excitation est irradiée, le temps de décroissance de la fluorescence varie en fonction de la température. Le pyromètre calcule avec précision la température du point de mesure de la température en mesurant la durée de la rémanence de la fluorescence. Cette méthode présente une grande précision et une réponse rapide, et constitue la solution la plus courante pour la mesure de la température des points chauds des enroulements des transformateurs.

Six avantages essentiels de la mesure de la température par fibre optique

Isolation à sécurité intrinsèque : la fibre optique est un matériau non conducteur, qui peut être inséré en toute sécurité dans l'enroulement haute tension, sans risque de choc électrique ; forte protection contre les interférences électromagnétiques : transmission du signal purement optique, totalement insensible au puissant champ magnétique du transformateur ; mesure directe de la température du point chaud : la sonde peut être placée près du point le plus chaud de l'enroulement (entre les spires), et la température réelle du point chaud est mesurée, au lieu de la température moyenne ; surveillance synchrone de plusieurs points : il est possible d'accéder simultanément à un ensemble d'hôtes pour les sondes multicanaux couvrant les enroulements triphasés. Stabilité à long terme : pas d'oxydation du métal, pas de dérive électrique, durée de vie synchronisée avec le transformateur ; intégration intelligente : les données peuvent être téléchargées vers la plateforme de surveillance intelligente via RS485/Modbus ou Ethernet.

Scénarios d'application typiques

Transformateur principal de grande puissance de 220 kV et plus ; transformateur de type boîte des parcs éoliens et des centrales photovoltaïques (en cas de forte fluctuation de la charge) ; transformateur de traction des trains souterrains et à grande vitesse ; plates-formes offshore, centres de données et autres installations exigeant une grande fiabilité.

💡 Le dispositif de surveillance intelligent des transformateurs Inotera PHM-300U prend en charge l'accès à la mesure de la température du bobinage par fibre optique, peut surveiller simultanément la température du bobinage triphasé, la température du noyau, la température et l'humidité ambiantes, ainsi que les données de vibration, prend en charge la transmission à distance Modbus RTU, et constitue le choix idéal pour la transformation intelligente des grands transformateurs.

---

VI. thermomètres bimétalliques / à dilatation (série BWY/BWR)

Principe de fonctionnement

Ce type de capteur a une longue histoire, le principe est intuitif : l'utilisation de l'emballage sensible à la température des liquides spéciaux (ou bimétal) avec le changement de température et l'expansion et la contraction, à travers le tube capillaire pour promouvoir la déviation de l'aiguille, directement sur le cadran pour indiquer la température actuelle. Certains modèles intègrent également un micro-interrupteur, la température dépasse le point de consigne, le contact agit et un signal d'alarme est émis.

Principales caractéristiques

Pas d'alimentation externe, structure simple, intuitive et fiable ; convient à la surveillance de la température de surface de l'huile du transformateur à bain d'huile et de la température du bobinage ; certains modèles (tels que la série BWR) intègrent des composants PT100, prenant en compte l'affichage de l'aiguille et la fonction de transmission à distance ; résistance aux intempéries, convient à l'utilisation en extérieur dans les sous-stations.

Principaux modèles de produits

BWY-802/803A, BWY2-803A : thermostat de niveau d'huile, adapté à la mesure de la température de l'huile supérieure des transformateurs à bain d'huile ; BWR-04J/BWR-06 : thermomètre de bobinage, PT100 intégré, compatible avec la télécommunication de la température ; BWY-804/BWY-806 : avec sortie de signal de télécommunication, peut être utilisé avec un système de surveillance en ligne.

💡 La série BWY reflète principalement la température de surface de l'huile (augmentation de la température du bobinage projetée indirectement), la série BWR est plus proche de la température réelle du bobinage grâce à la simulation du modèle thermique, recommandée pour les applications de précision préférant la série BWR ou la solution de fibre optique.

---

VII. capteurs à thermistance NTC/PTC

Principe de fonctionnement

Thermistance NTC (coefficient de température négatif) : la valeur de la résistance diminue rapidement lorsque la température augmente, très grande sensibilité.Thermistance PTC (coefficient de température positif) : la valeur de la résistance augmente fortement lorsque la température dépasse le point de Curie, souvent utilisée comme élément de commutation pour la protection contre les surchauffes.

Principales caractéristiques

Taille extrêmement réduite, faible coût, vitesse de réponse rapide ; NTC convient à la surveillance continue de la température des petits transformateurs ; PTC est principalement utilisé pour le déclenchement de la protection contre les surchauffes, ce qui ne convient pas à une mesure précise de la température ; fortes caractéristiques non linéaires, nécessitant généralement un logiciel pour effectuer la compensation de la linéarisation.

Scénarios d'application typiques

Il est principalement utilisé pour la protection simple contre les surchauffes dans les transformateurs à sec de petite et moyenne taille, les boîtes de distribution, ou intégré dans des applications sensibles aux coûts telles que les enroulements de moteur. Dans les transformateurs de puissance de moyenne et grande taille, ils ne sont généralement pas utilisés seuls, mais comme éléments de protection auxiliaires en conjonction avec des systèmes PT100 ou à fibre optique.

---

VIII. capteurs de température passifs sans fil RFID

Principe de fonctionnement

La mesure passive sans fil de la température est une nouvelle technologie qui s'est rapidement imposée ces dernières années dans le domaine de l'appareillage de commutation et des terminaux de transformateurs. Les étiquettes-capteurs sans piles intégrées sont alimentées sans fil par le lecteur au moyen d'un signal radiofréquence. La puce sensible à la température contenue dans l'étiquette recueille instantanément les données, l'ensemble du processus s'effectuant sans lignes électriques ni lignes de signalisation.

Principales caractéristiques

Complètement passif : pas de piles, pas de fils, peut être installé jusqu'à dix ans sans entretien ; l'installation est très simple : collage ou vissage, le coût de transformation est très faible ; étanche à l'eau et à la poussière, résistant aux environnements difficiles ; précision de température modérée (± 1 ~ 2°C) pour répondre aux besoins de surveillance des points chauds des terminaux ; support de la mise en réseau multi-points, le lecteur peut gérer des dizaines de points de mesure de la température en même temps.

Scénarios d'application typiques

Les bornes du transformateur côté haute tension, côté basse tension (le boîtier sera un capuchon militaire), les points de connexion des barres omnibus, les contacts de l'appareillage de commutation, les joints intermédiaires des câbles et d'autres parties de la ligne électrique ne peuvent pas aller, c'est le cœur des scénarios d'application de la mesure de température sans fil RFID. La mesure de la température avec l'enroulement du corps du transformateur (PT100/fibre optique) pour former un système complémentaire, ensemble pour construire un système complet de surveillance des points chauds.

---

IX. Comparaison horizontale des six types

Note : ★ Les capteurs à fibre optique présentent les meilleures performances globales dans le domaine de la mesure des points chauds des grands enroulements de transformateurs, mais le coût d'investissement initial est élevé, ce qui convient aux exigences de haute fiabilité.

---

X. Comment choisir la bonne sonde de température de transformateur ?

Il n'y a pas de bon ou de mauvais choix, l'essentiel étant de répondre aux besoins réels.

① Sélection par type de transformateurLes régulateurs de température de la série PT100 + BWDK sont préférés pour les transformateurs de type sec ; les séries BWY/BWR sont préférées pour les transformateurs à bain d'huile ; la mesure de la température des enroulements par fibre optique + la plateforme de surveillance en ligne sont recommandées pour les transformateurs de type boîte/centrales d'énergie nouvelle.

② Sélectionné en fonction des exigences de précision de la surveillancePour la surveillance générale (alarme de surchauffe, contrôle du refroidissement par air), la PT100 ou le BWY/BWR suffisent ; pour la surveillance précise des points chauds (évaluation de la durée de vie, gestion de la surcharge), il faut choisir la mesure de la température par fibre optique.

③Sélectionné en fonction de la nécessité d'une surveillance à distance ou en ligne.Pour l'affichage local uniquement, choisissez le type de pointeur ou le régulateur de température avec affichage ; pour la transmission à distance/l'intégration au système, choisissez le capteur avec sortie RS485 Modbus, ou connectez-le à un dispositif de surveillance en ligne.

④Sélectionné par le bornier/la modification occasionnelleLe manchon sera un capuchon militaire, une barre de bus et d'autres parties de la ligne ne peuvent pas être sélectionnées Mesure de la température passive sans fil RFID, la transformation sans câblage peut être achevée.

💡 Vous ne savez pas comment choisir le type de transformateur ? Inotera fournit des conseils gratuits de sélection technique, l'équipe professionnelle selon le modèle de transformateur, l'utilisation des occasions et le budget pour donner le programme optimal. Contact hotline : 13959168359

---

Onze recommandations sur les produits de surveillance de la température des transformateurs d'Inotera

Ltd. est un fournisseur professionnel dans le domaine du contrôle de la température des transformateurs domestiques et de la surveillance intelligente, couvrant tous les types de capteurs courants et les systèmes de soutien : régulateur de température de transformateur de type sec (série BWDK/IB), mesure de la température du bobinage par fibre optique (avec le dispositif de surveillance intelligente PHM-300U), régulateur de température de transformateur à huile (série BWY/BWR), dispositif de mesure passive de la température sans fil RFID, capteurs de température et d'humidité, etc, capteurs de température et d'humidité, etc. Nous disposons d'une gamme complète de modèles de produits, nous prenons en charge la personnalisation OEM/ODM et nous comptons parmi nos clients State Grid, Southern Power Grid, TBEA, Jinpan Technology et d'autres entreprises de renom.

---

XII Questions fréquemment posées (FAQ)

Q : Les sondes de température des transformateurs à sec et des transformateurs à bain d'huile peuvent-elles être utilisées de manière interchangeable ?

R : Ne peut pas être directement commun. Les enroulements des transformateurs de type sec exposés à l'air utilisent un RTD platine PT100 avec un régulateur de température de la série BWDK ; les transformateurs à bain d'huile doivent utiliser un thermomètre à expansion BWY/BWR ou un capteur spécial à structure scellée. Les deux interfaces d'installation, l'environnement de travail et le type de signal étant différents, une utilisation mixte entraînera une imprécision des mesures, voire une détérioration de l'équipement.

Q : La mesure de la température par fibre optique est beaucoup plus coûteuse que la mesure par PT100.

R : Le coût initial de la mesure de la température par fibre optique est effectivement plus élevé que celui de la PT100, mais le retour sur investissement est important dans les cas suivants : ① Transformateur à long terme de fonctionnement à charge élevée (comme l'énergie éolienne, la boîte variable du centre de données), le risque de surchauffe du point chaud est élevé ; ② La valeur unitaire du transformateur est élevée (transformateur principal de 220kV et plus), une fois que les dommages sont énormes ; ③ La nécessité d'évaluer avec précision la durée de vie de l'isolation du transformateur et la capacité de surcharge. Dans ces cas, la mesure de la température par fibre optique peut réduire efficacement les temps d'arrêt imprévus, et les avantages économiques globaux sont beaucoup plus importants que les solutions traditionnelles.

Q : Combien de sondes de température faut-il installer dans un transformateur ?

R : dans la configuration standard, les transformateurs à sec sont généralement installés avec 3 PT100 (un pour chaque enroulement triphasé), et certains programmes ajoutent 4 à 6 points de mesure de la température du noyau ; les transformateurs à bain d'huile sont généralement équipés de 1 à 2 thermomètres de niveau d'huile (série BWY) et d'un thermomètre d'enroulement (série BWR). En cas d'utilisation d'un système de mesure de la température par fibre optique ou de surveillance en ligne, il est également possible d'ajouter plusieurs sondes de mesure de la température au point chaud, en fonction des besoins, afin d'améliorer encore la couverture de la surveillance.

Q : Qu'est-ce qui est le plus précis, la mesure de température sans fil RFID ou la mesure de température câblée ?

A : précision, la précision du capteur PT100 câblé de haute qualité peut atteindre ± 0,3 °C, ce qui est légèrement supérieur à la mesure de température sans fil RFID (± 1 ~ 2 °C). Cependant, les deux scénarios d'application ne sont pas les mêmes : la mesure de température filaire convient aux points de mesure de température fixes tels que les enroulements ; la mesure de température sans fil RFID a l'avantage de pouvoir être déployée dans les boulons, les douilles, les capuchons, les barres omnibus et d'autres endroits où les fils ne peuvent pas être acheminés du tout. Dans le système complet de surveillance des points chauds des transformateurs, il est recommandé d'utiliser les deux méthodes en combinaison et non en remplacement l'une de l'autre.

Q : Le thermostat du transformateur indique une température élevée. S'agit-il d'un capteur défectueux ou d'une véritable surchauffe ?

R : Il y a deux possibilités, vous devez vérifier étape par étape. Tout d'abord, vérifiez si le régulateur de température indique que la température triphasée d'une phase particulière est particulièrement élevée - si une phase est anormalement élevée, vérifiez d'abord si le câblage du capteur correspondant est lâche, s'il y a un court-circuit ou une déconnexion ; si les trois phases sont élevées, il est plus probable qu'il s'agisse d'une véritable surchauffe, vous devez vérifier le système de contrôle de la température de la phase.Ventilateurs de refroidissementSi le fonctionnement est normal, si le transformateur est surchargé. Si vous avez besoin d'une assistance professionnelle, vous pouvez contacter l'équipe technique d'Inotera qui vous aidera à juger à distance.

Q : Quelle attention particulière faut-il accorder aux capteurs de température dans les sous-stations extérieures ?

R : Pour les applications extérieures, il convient de respecter les points suivants : ① niveau de protection IP54 ou supérieur, pour éviter l'intrusion de la pluie et de la poussière ; ② les capteurs doivent pouvoir fonctionner de manière stable dans une large gamme de températures allant de -40 °C à +85 °C ; ③ les régulateurs de température et d'humidité et les appareils de chauffage doivent être configurés dans des zones où la différence de température entre le jour et la nuit est importante, afin d'éviter que l'isolation ne chute en raison de la condensation ; ④ la ligne de signal doit être bien protégée et à l'abri des surtensions, pour éviter que le régulateur de température ne soit endommagé par des coups de foudre.

Q : Les sondes de mesure de la température à fibres optiques peuvent-elles être installées ultérieurement lors de la modernisation des transformateurs ?

Il est difficile de les installer dans les transformateurs en service sans démonter les enroulements à la sortie de l'usine. Il est donc préférable de prévoir des solutions de mesure de la température par fibre optique pour les nouveaux projets. Pour la transformation et la mise à niveau des transformateurs en service, la pratique la plus courante consiste à installer un système de mesure de la température sans fil RFID dans les terminaux, les douilles et d'autres points chauds externes, combiné à un dispositif de surveillance en ligne de la température de l'huile, afin d'améliorer la capacité de perception globale sans devoir procéder à un démantèlement et à une réparation importants.

Q : Comment juger de la qualité de la sonde de température du transformateur ?

R : Il peut être évalué à partir des dimensions suivantes : ① s'il est conforme aux normes nationales et industrielles (telles que GB/T 1094, IEC 60751, etc.) ; ② s'il a passé les tests et la certification d'une tierce partie faisant autorité ; ③ le niveau de précision du capteur et les indicateurs de stabilité à long terme (dérive annuelle) ; ④ si le fabricant fournit une aide à la sélection technique et un service après-vente parfait ; ⑤ les cas d'application réels du produit dans le même type de transformateur. Les produits d'Inotera ont tous été testés et certifiés par une tierce partie et ont établi une coopération à long terme avec le State Grid, le Southern Power Grid et d'autres grands utilisateurs d'électricité.

---

remarques finales

Le capteur de température de transformateur semble être un petit accessoire, mais il est directement lié à la sécurité et à la stabilité de l'ensemble du système d'alimentation électrique. Qu'il s'agisse de la sonde à résistance en platine PT100, mature et fiable, de la mesure de la température par fibre optique qui représente l'avenir, ou de la mesure de la température sans fil RFID, facile à installer, chaque technologie a sa propre valeur d'application irremplaçable.

Il n'y a qu'une seule logique de base pour la sélection : choisir la solution la plus adaptée en fonction du type de transformateur, du scénario d'exploitation et des exigences de précision de la surveillance.

Inotera (Fuzhou) Sales Co. Hotline : 13959168359 Site web officiel :www.innotd.com Se concentrer sur le contrôle de la température des transformateurs et la surveillance intelligente, en fournissant des solutions globales