Monitoraggio della temperatura dei trasformatori a secco e in olio

I. Monitoraggio della temperatura dei trasformatori a secco

1. Siti di monitoraggio principali

• Temperatura di avvolgimentoGli avvolgimenti di un trasformatore a secco sono la principale fonte di calore (calore generato dalle perdite di rame o alluminio) e l'isolamento degli avvolgimenti è direttamente influenzato dalla temperatura.
• Temperatura del nucleoIl nucleo si riscalda a causa dell'isteresi e delle perdite per correnti parassite e di solito è leggermente più freddo degli avvolgimenti, ma può surriscaldarsi in condizioni anomale (ad esempio, quando il nucleo è collegato a terra in più punti) e richiede un monitoraggio ausiliario.
• temperatura ambientaleI trasformatori a secco si affidano al raffreddamento ad aria, la temperatura ambiente influisce direttamente sull'efficienza di raffreddamento (ad esempio, un ambiente ad alta temperatura porterà a un aumento della temperatura degli avvolgimenti), quindi è necessario utilizzarli come parametro di riferimento.

2. Metodologia di monitoraggio

• Misura diretta (consigliata)：
  Al momento della fabbricazione dell'avvolgimento, ilSensori di resistenza al platino (Pt100) Pre-incorporato nell'avvolgimento interno (solitamente nella posizione del punto caldo dell'avvolgimento trifase), raccoglie direttamente la temperatura reale dell'avvolgimento. pt100 alta precisione (errore ± 0,1 ℃), forte stabilità, è la prima scelta per il monitoraggio della temperatura dei trasformatori di tipo secco.
• Monitoraggio indiretto：
  Per i trasformatori a secco senza sensori preassemblati, iltermometro a infrarossiMisura senza contatto della temperatura superficiale dell'avvolgimento (si noti che la temperatura superficiale è inferiore alla temperatura interna dell'hot spot, con un errore di circa 5-10°C), oppure stima mediante “temperatura ambiente + aumento di temperatura calcolato della corrente dell'avvolgimento” (meno precisa, solo per un monitoraggio temporaneo).

3. Limiti di temperatura (indicatori di sicurezza fondamentali)

Nota: il “limite di aumento della temperatura” si riferisce alla differenza tra la temperatura dell'avvolgimento e la temperatura ambiente (la temperatura ambiente è basata su 40°C); il superamento del limite accelererà l'invecchiamento dell'isolamento.

4. Sistemi di monitoraggio e funzioni di protezione

• Il termoregolatore riceve un segnale Pt100, visualizza la temperatura dell'avvolgimento in tempo reale e dispone di una logica di protezione integrata:
  • Allarme di sovratemperatura: quando la temperatura raggiunge la “soglia di allarme” (ad esempio, il livello F è impostato su 130°C), viene emesso un allarme acustico e visivo che invita il personale addetto alla manutenzione a controllare;
  • Intervento per sovratemperatura: quando la temperatura raggiunge la “soglia di intervento” (ad esempio, la classe F è impostata su 150℃), viene emesso un segnale di intervento per interrompere l'alimentazione del trasformatore ed evitare che l'isolamento si bruci.
• Nel caso di trasformatori a secco raffreddati ad aria forzata, il regolatore di temperatura si avvia e si arresta automaticamente in base alla temperatura.Ventole di raffreddamento(ad esempio, si avvia quando la temperatura supera i 100°C e si arresta quando scende sotto gli 80°C) per migliorare la dissipazione del calore.

5. Monitoraggio dei punti di manutenzione

• La calibrazione periodica del sensore Pt100 (1 volta all'anno) garantisce la precisione della misura;
• Verificare che il contatto tra il sensore e l'avvolgimento sia ben saldo (un allentamento comporta un valore di misura basso);
• Pulire le superfici degli avvolgimenti (l'accumulo di polvere può ostacolare la dissipazione del calore e portare a temperature falsamente elevate);
• Verificare le funzioni di allarme e di intervento del termoregolatore (testate da segnali analogici).

II. Monitoraggio della temperatura dei trasformatori in bagno d'olio

1. Siti di monitoraggio principali

• Temperatura dell'olio superioreL'olio isolante è riscaldato per convezione verso l'alto, la temperatura dell'olio superiore è la temperatura più alta dell'olio e riflette direttamente lo stato di dissipazione del calore complessivo del trasformatore, è il punto di monitoraggio più critico.
• Temperatura del punto caldo di avvolgimentoLa temperatura massima all'interno degli avvolgimenti (5-15°C in più rispetto alla temperatura dell'olio superiore, a seconda del metodo di raffreddamento) influisce direttamente sull'invecchiamento dell'isolamento (il limite di temperatura del punto caldo per la carta isolante dei trasformatori in olio è di 105°C).
• temperatura dell'olio di fondoPer aiutare a determinare se la circolazione dell'olio è normale (normalmente la differenza di temperatura tra lo strato superiore e quello inferiore è di circa 10-20°C, una differenza di temperatura troppo piccola può essere un difetto di circolazione).

2. Metodologia di monitoraggio

• Misura della temperatura dell'olio：
  Installazione nella parte superiore del serbatoio (10-20 cm sotto il livello superiore dell'olio)sensore di temperaturaI tipi più comuni includono:
  • Termometro a espansione (mercurio/alcool, lettura diretta, per il monitoraggio in situ);
  • Resistenza al platino (Pt100) o termocoppia (per la trasmissione remota a un sistema di monitoraggio, precisione ±0,5°C).
• Calcolo della temperatura del punto caldo dell'avvolgimento：
  Quando non è possibile effettuare una misurazione diretta, la temperatura viene calcolata indirettamente mediante la “temperatura dell'olio superiore + l'aumento di temperatura aggiuntivo della corrente di avvolgimento”:
  Temperatura del punto caldo dell'avvolgimento = temperatura dell'olio superiore + (aumento della temperatura del punto caldo alla corrente nominale) x (corrente effettiva / corrente nominale)²
  (Nota: l'aumento della temperatura del punto caldo alla corrente nominale è in genere di 10-15°C, come fornito dal produttore).

3. Limiti di temperatura (indicatori di sicurezza fondamentali)

• Temperatura dell'olio superioreNon più di 85℃ durante il normale funzionamento (la temperatura del punto caldo dell'avvolgimento è di circa 95-100℃ in questo momento) e non più di 95℃ per un breve periodo di tempo (la temperatura del punto caldo è ≤105℃);
• Temperatura del punto caldo di avvolgimento: Massima ammissibile 105°C (al di sopra di questa temperatura, l'invecchiamento della carta isolante viene drasticamente accelerato e la durata di vita è notevolmente ridotta);
• temperatura ambientale40°C come riferimento (al di sopra di 40°C, è necessaria una riduzione del carico per limitare la temperatura dell'olio).

4. Sistemi di monitoraggio e funzioni di protezione

• Regolatore della temperatura dell'olioMonitorare la temperatura dell'olio superiore e impostare due livelli di protezione:
  • Allarme: allarme quando la temperatura dell'olio raggiunge gli 80℃ (indicando che la dissipazione del calore potrebbe essere insufficiente);
  • Intervento: Intervento quando la temperatura dell'olio raggiunge i 90℃ (evitare che la temperatura del punto caldo superi i 105℃).
• Regolatore analogico della temperatura di avvolgimentoRaccogliere la corrente dell'avvolgimento attraverso il trasformatore di corrente, calcolare la temperatura del punto caldo dell'avvolgimento combinandola con la temperatura dell'olio superiore e fornire una funzione di allarme e intervento simile a quella del regolatore della temperatura dell'olio (più vicina allo stato reale dell'avvolgimento).
• I trasformatori a circolazione forzata dell'olio richiedono anche il monitoraggio dello stato di funzionamento della pompa dell'olio e della ventola del radiatore (un guasto può provocare un improvviso aumento della temperatura dell'olio).

5. Monitoraggio dei punti di manutenzione

• Controllare periodicamente che il sensore della temperatura dell'olio non presenti perdite d'olio (i sensori immersi nell'olio possono perdere a causa di un guasto alla guarnizione);
• Calibrare il dispositivo di misurazione della temperatura (una volta all'anno) per garantire che la temperatura dell'olio superiore venga misurata con un errore di ≤ 2°C;
• Controllare il livello dell'olio (un livello basso riduce l'area di dissipazione del calore, con conseguente aumento della temperatura dell'olio) e la qualità dell'olio (il deterioramento dell'olio riduce l'efficienza della dissipazione del calore);
• Verificare il funzionamento del sistema di raffreddamento (pompa dell'olio, ventola) (ad es. avvio automatico quando la temperatura dell'olio raggiunge i 60°C).

In terzo luogo, la differenza fondamentale tra il monitoraggio della temperatura dei trasformatori a secco e quelli a olio

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