Pemantauan suhu transformator tipe kering dan terendam oli

发布时间: 发布时间11 Agustus 2025 15:46:08

Trafo tipe kering dan trafo terendam oli adalah dua trafo yang paling umum digunakan dalam sistem tenaga, dan karena struktur dan metode pendinginan yang berbeda, terdapat perbedaan yang signifikan dalam prioritas, metode, batasan, dan desain sistem pemantauan suhu. Suhu adalah faktor inti yang mempengaruhi masa pakai dan pengoperasian transformator yang aman (umur bahan isolasi secara eksponensial terkait dengan suhu, dan umurnya dapat dipersingkat setengahnya untuk setiap kenaikan suhu 10 ℃), sehingga pemantauan suhu ilmiah adalah kunci untuk menjamin operasi yang andal.

I. Pemantauan suhu transformator tipe kering

Gulungan dan inti transformator tipe kering terpapar ke udara, dan panas dihamburkan terutama melalui udara (pendinginan udara alami atau paksa), dan inti pemantauan suhunya adalahSuhu belitan(di mana panas paling terkonsentrasi), dan suhu inti serta suhu sekitar perlu diperhatikan.

1. Lokasi pemantauan inti

  • Suhu belitanGulungan transformator tipe kering adalah sumber utama panas (panas yang dihasilkan oleh rugi-rugi tembaga atau aluminium) dan insulasi gulungan secara langsung dipengaruhi oleh suhu, sehingga merupakan inti dari pemantauan.
  • Suhu intiInti memanas karena kehilangan histeresis dan kehilangan arus eddy, dan suhunya biasanya sedikit lebih rendah daripada belitan, tetapi dapat menjadi terlalu panas dalam kasus yang tidak normal (misalnya, ketika inti diardekan di beberapa titik), dan pemantauan tambahan diperlukan.
  • suhu lingkunganTrafo tipe kering mengandalkan pendinginan udara, suhu lingkungan secara langsung mempengaruhi efisiensi pendinginan (misalnya lingkungan bersuhu tinggi akan menyebabkan kenaikan suhu belitan yang lebih tinggi), perlu digunakan sebagai patokan referensi.

2. Metodologi pemantauan

Gulungan transformator tipe kering terpapar ke udara olehpengukuran langsungPemantauan tidak langsungMemungkinkan akuisisi suhu:

 

  • Pengukuran langsung (disarankan)
    Saat belitan dibuat, belitanSensor resistansi platinum (Pt100) Pra-tertanam dalam belitan internal (biasanya lokasi titik panas belitan tiga fase), pengumpulan langsung suhu sebenarnya dari belitan. pt100 akurasi tinggi (kesalahan ± 0,1 ℃), stabilitas yang kuat, adalah pilihan pertama untuk pemantauan suhu transformator tipe kering.
  • Pemantauan tidak langsung
    Untuk transformator tipe kering tanpa sensor yang sudah tertanam sebelumnya, makatermometer inframerahPengukuran suhu permukaan belitan tanpa kontak (perhatikan bahwa suhu permukaan lebih rendah daripada suhu titik panas internal, dengan kesalahan sekitar 5-10 ° C), atau estimasi melalui “suhu sekitar + kenaikan suhu yang dihitung dari arus belitan” (kurang akurat, hanya untuk pemantauan sementara).

3. Batas suhu (indikator keselamatan inti)

Batas suhu untuk transformator tipe kering ditentukan oleh tingkat insulasi belitan (ketahanan suhu bahan insulasi) sebagai berikut:

 

Kelas isolasi Suhu belitan maksimum yang diizinkan (°C) Batas kenaikan suhu (K, pada suhu sekitar 40°C) Skenario Aplikasi Umum
Tingkat F 155 100 (155-40-15, 15 adalah fluktuasi lingkungan) Distribusi daya industri
Kelas H 180 125 (180-40-15) Lingkungan bersuhu tinggi (misalnya pabrik baja)
Level B 130 80 (130-40-10) Skenario beban rendah

 

Catatan: “Batas Kenaikan Suhu” mengacu pada perbedaan antara suhu belitan dan suhu sekitar (suhu sekitar didasarkan pada 40 ° C), melebihi batas tersebut akan mempercepat penuaan isolasi.

4. Sistem pemantauan dan fungsi perlindungan

Sistem pemantauan suhu untuk transformator tipe kering biasanya terdiri dariTermostat + Sensor + AktuatorBahan:

 

  • Pengontrol suhu menerima sinyal Pt100, menampilkan suhu belitan dalam waktu nyata dan memiliki logika perlindungan bawaan:
    • Alarm suhu berlebih: Saat suhu mencapai “ambang batas alarm” (misalnya, Level F diatur ke 130°C), alarm suara dan visual akan dipicu, sehingga personel O&M harus memeriksanya;
    • Perjalanan suhu berlebih: Ketika suhu mencapai “ambang batas perjalanan” (misalnya kelas F diatur ke 150 ℃), sinyal perjalanan akan dikeluarkan untuk memutus catu daya transformator guna menghindari pembakaran isolasi.
  • Dalam kasus transformator tipe kering berpendingin udara paksa, pengontrol suhu juga secara otomatis mulai dan berhenti sesuai dengan suhu.Kipas Pendingin(misalnya, dimulai ketika suhu melebihi 100°C dan berhenti ketika suhu turun di bawah 80°C) untuk meningkatkan pembuangan panas.

5. Memantau titik-titik pemeliharaan

  • Kalibrasi berkala sensor Pt100 (1 kali per tahun) memastikan akurasi pengukuran;
  • Periksa apakah kontak antara sensor dan belitan sudah kencang (kelonggaran akan menghasilkan nilai pengukuran yang rendah);
  • Bersihkan permukaan belitan (penumpukan debu dapat menghambat pembuangan panas dan menyebabkan suhu yang terlalu tinggi);
  • Verifikasi fungsi alarm dan trip pengontrol suhu (diuji dengan sinyal analog).

II. Pemantauan suhu transformator yang terendam oli

Trafo terendam oli, di mana belitan dan inti direndam dalam oli isolasi, didinginkan dengan menggunakan “sirkulasi oli + radiator” (sirkulasi oli alami atau paksa), yang pemantauan suhunya memerlukan perhatian secara simultan.suhu minyakSuhu titik panas yang berkelok-kelok(Keberadaan oli membuat pengukuran langsung belitan menjadi sulit).

1. Lokasi pemantauan inti

  • Suhu oli atasMinyak isolasi dipanaskan dengan konveksi ke atas, suhu minyak atas adalah suhu tertinggi dalam minyak, yang secara langsung mencerminkan status pembuangan panas transformator secara keseluruhan, adalah titik pemantauan yang paling kritis.
  • Suhu titik panas yang berkelok-kelokSuhu maksimum di dalam belitan (5-15 ° C lebih tinggi dari suhu oli atas, tergantung pada metode pendinginan) adalah pengaruh langsung pada penuaan isolasi (batas suhu titik panas untuk kertas insulasi transformator yang direndam oli adalah 105 ° C).
  • suhu oli bawahUntuk membantu dalam menentukan apakah sirkulasi oli normal (biasanya perbedaan suhu antara lapisan atas dan bawah sekitar 10-20°C, perbedaan suhu yang terlalu kecil mungkin merupakan kesalahan sirkulasi).

2. Metodologi pemantauan

Trafo terendam oli sulit untuk mengukur suhu belitan secara langsung karena belitan direndam dalam oli dan perlu dikombinasikan denganPengukuran langsung suhu oliPerhitungan tidak langsung dari suhu belitan

 

  • Pengukuran Suhu Minyak
    Pemasangan di bagian atas tangki (10-20 cm di bawah permukaan oli atas)sensor suhujenis yang umum termasuk:
    • Termometer pemuaian (air raksa/alkohol, pembacaan langsung, untuk pemantauan di tempat);
    • Resistansi platinum (Pt100) atau termokopel (untuk transmisi jarak jauh ke sistem pemantauan, akurasi ±0,5°C).
  • Perhitungan suhu titik panas berliku
    Ketika pengukuran langsung tidak memungkinkan, suhu dihitung secara tidak langsung dengan “suhu oli atas + kenaikan suhu tambahan dari arus belitan”:
    Suhu titik panas belitan = suhu oli bagian atas + (kenaikan suhu titik panas pada arus pengenal) x (arus aktual / arus pengenal)²
    (Catatan: Kenaikan suhu titik panas pada arus pengenal biasanya 10-15°C, seperti yang diberikan oleh produsen).

3. Batas suhu (indikator keselamatan inti)

Batas suhu untuk transformator terendam oli terkait dengan ketahanan suhu minyak isolasi dan kertas isolasi sebagai berikut:

 

  • Suhu oli atasTidak lebih dari 85 ℃ selama operasi normal (suhu titik panas belitan sekitar 95-100 ℃ saat ini), dan tidak lebih dari 95 ℃ untuk waktu yang singkat (suhu titik panas ≤105 ℃);
  • Suhu titik panas yang berkelok-kelokMaksimum yang diizinkan 105°C (di atas suhu ini, penuaan kertas insulasi dipercepat secara dramatis dan masa pakai berkurang secara signifikan);
  • suhu lingkungan40°C sebagai referensi (di atas 40°C, kurangi beban untuk membatasi suhu oli).

4. Sistem pemantauan dan fungsi perlindungan

Sistem pemantauan suhu untuk transformator terendam oli lebih kompleks, membutuhkan pemantauan simultan terhadap suhu oli dan suhu belitan analog:

 

  • Pengontrol suhu oliMemantau suhu oli bagian atas dan mengatur dua tingkat perlindungan:
    • Alarm: Alarm ketika suhu oli mencapai 80℃ (menunjukkan bahwa pembuangan panas mungkin tidak mencukupi);
    • Tersandung: Tersandung saat suhu oli mencapai 90℃ (hindari suhu titik panas yang melebihi 105℃).
  • Pengontrol Analog Suhu BerlikuKumpulkan arus belitan melalui trafo arus, hitung suhu titik panas belitan dengan menggabungkan dengan suhu oli atas, dan berikan fungsi alarm dan trip yang mirip dengan pengontrol suhu oli (lebih dekat dengan kondisi nyata belitan).
  • Trafo sirkulasi oli paksa juga memerlukan pemantauan status pengoperasian pompa oli dan kipas radiator (kegagalan dapat mengakibatkan kenaikan suhu oli secara tiba-tiba).

5. Memantau titik-titik pemeliharaan

  • Periksa sensor suhu oli secara berkala untuk mengetahui adanya kebocoran oli (sensor yang terendam oli dapat bocor karena kerusakan seal);
  • Kalibrasi alat pengukur suhu (setahun sekali) untuk memastikan bahwa kesalahan pengukuran suhu oli atas ≤ 2°C;
  • Periksa level oli (level oli yang rendah akan mengurangi area pembuangan panas, sehingga menghasilkan suhu oli yang lebih tinggi) dan kualitas oli (penurunan kualitas oli akan mengurangi efisiensi pembuangan panas);
  • Verifikasi fungsi hubungan sistem pendingin (pompa oli, kipas) (mis. start-up otomatis ketika suhu oli mencapai 60°C).

Ketiga, perbedaan inti antara pemantauan suhu transformator tipe kering dan terendam oli

dimensi perbandingan Trafo tipe kering Trafo yang terendam minyak
Target pemantauan inti Suhu belitan (pengukuran langsung) Suhu oli atas + suhu titik panas belitan (perhitungan tidak langsung)
Inti Batas Suhu Kelas insulasi belitan (mis. Kelas F 155°C) Suhu titik panas yang berliku (105°C)
Kesulitan pengukuran Rendah (belitan terbuka, sensor dapat dibuat sebelumnya) Tinggi (belitan yang direndam dalam minyak, bergantung pada perhitungan tidak langsung)
Tingkat perubahan suhu Cepat (kapasitas termal udara kecil, dampak fluktuasi beban yang tinggi) Lambat (kapasitas panas oli yang besar, perubahan suhu yang lembut)
dampak lingkungan Besar (pendinginan udara dipengaruhi oleh suhu dan kelembapan sekitar) Lebih kecil (pembuangan panas oli dipengaruhi secara lemah oleh lingkungan)

ringkasan

Pemantauan suhu untuk transformator tipe kering dan terendam oli berpusat pada “mencegah isolasi terlalu panas dan penuaan”, tetapi karena perbedaan struktural, titik pemantauan, metode, dan nilai batas berbeda. Trafo tipe kering perlu fokus pada pemantauan langsung suhu belitan, trafo terendam oli perlu secara tidak langsung mengontrol suhu titik panas belitan melalui suhu dan arus oli atas. Dalam praktiknya, sistem pemantauan yang andal dan logika proteksi perlu dikonfigurasikan dalam kombinasi dengan jenis transformator, tingkat isolasi, dan lingkungan operasi untuk memastikan operasi jangka panjang yang aman.