乾式変圧器の温度監視方法とセンサーは？
发布时间2025年7月1日 15:46:47
乾式変圧器の安全運転と耐用年数は、その絶縁材料の健全性に直接関係しており、温度は絶縁材料の老化速度に影響を与える最も重要な要因である。そのため、正確で信頼性の高い温度監視は、乾式変圧器保護システムの中核となります。絶縁と冷却を変圧油に頼る油浸式変圧器とは異なり、乾式変圧器は主に空気（自然対流または強制空冷）と固体絶縁材料（エポキシ樹脂、絶縁紙など）に頼るため、内部ホットスポットの監視がより厳しい要件となります。
以下は、コアから補助変圧器まで、また内部から外部まで、乾式変圧器の温度を監視する主な方法をすべて詳しく説明したものです：
モード1：内蔵巻線温度直接測定
これが監視の中核であり、主要な方法です。センサーは変圧器の製造過程で巻線に直接、または巻線表面の近くにあらかじめ埋め込まれ、最も高温の部品である巻線の実際の温度を最も直接反映します。
1.白金測温抵抗体（Pt100/Pt1000）
これは、乾式変圧器で最も一般的かつ標準的で、広く使用されている温度測定方法である。
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配備場所トランスの製造中、白金測温抵抗体（通常、三相巻線A、B、Cに対応する3個）が、三相低圧巻線の出口付近の上部にあらかじめ埋め込まれています。この部分は通常、巻線の放熱が最も少なく、温度が最も高いホットスポットです。センサーは巻線コイル間の隙間にしっかりと固定され、巻線と一緒にエポキシキャストまたはVPI真空圧浸漬され、変圧器本体の永久的な一部となります。
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動作原理pt100 は、0 °Cで100.00 Ωの抵抗値を示します。温度コントローラーは、特殊なシールド・ケーブルを介して白金抵抗センサーに非常に小さな一定の測定電流を流し、センサーにかかる電圧を正確に測定します。オームの法則（抵抗＝電圧／電流）に従って、センサーの電流抵抗値を計算することができる。白金抵抗の抵抗値とその温度（ITS-90温度目盛）の間には国際的に認められた標準的な対応関係があるので、コントローラーは抵抗値を現在の温度値に正確に変換するためにテーブルを検索することができます。
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システム・コンポーネント::
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温度検出素子Pt100白金抵抗器を巻線に内蔵。
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コネクティングリードセンサーからつながる特殊ワイヤーは、耐熱性が高く、電磁干渉を防ぐためにシールドされている。
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温度コントローラーセンサー信号を受信し、処理するコアデバイス。
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機能と特徴::
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高精度直線性が良く、正確な測定が可能。
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良好な安定性長期的な動作性能はドリフトが少なく安定している。
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標準化Pt100は国際規格であり、互換性がある。
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制限測定値の精度は、製造時にあらかじめ埋め込まれた実際のホットスポットの正確な位置合わせに大きく依存する。
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2.光ファイバー温度センサー
これはより高度な方法だが、コストも高く、主に乾式変圧器の高電圧レベル、大容量、特殊な要件に使用される。
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配備場所光ファイバーセンサーは小型のため、変圧器内部への設置がより柔軟になります。高電圧巻線の表面に直接取り付けたり、高電圧巻線内に埋設することも可能です。従来の金属センサー（Pt100など）では絶縁の問題から不可能でした。
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動作原理光ファイバー温度測定技術には、変圧器アプリケーションで一般的に使用されるいくつかの実装原理があります：
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蛍光光ファイバー温度測定光ファイバーの先端には、特殊な希土類蛍光体の小片がコーティングされている。温度測定ホストは光ファイバーを通して特定の波長の励起光を照射し、蛍光物質はそのエネルギーを吸収して蛍光を発する。励起光が止まると、蛍光の減衰時間（寿命）は温度と正確に対応する。ホストはこの減衰時間を測定することで温度を計算する。
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システム・コンポーネント::
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光ファイバーセンサープローブ感温材料やグレーティングを用いた光ファイバー。
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光ファイバー復調器（温度測定メインフレーム）光信号の送受信、計算、表示を行う。
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光接続プローブと本体の接続に使用します。
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機能と特徴::
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本質安全完全な電気絶縁体であり、電磁干渉（EMI/RFI）の影響を受けず、高電圧部品と直接接触しても安全です。
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測定精度高精度と高速応答時間
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マルチポイント測定光ファイバー温度測定技術は、変圧器内のさまざまなホットスポット温度を同時に監視することを可能にし、ホットスポットの分布をより包括的に捉えます。
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モード2：非接触外部表面温度測定
この方法は変圧器の内部に入るのではなく、外部の表面温度を検出することで監視や検査を補助する。
3.赤外線サーモグラフィ検出
これは検査や診断には非常に効果的なツールだが、リアルタイムで保護する主要な手段ではない。
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配備場所変圧器の巻線、コア、端子、ブッシュなどの表面を赤外線カメラでスキャンする。
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動作原理絶対零度以上の物体は赤外線エネルギーを放射する。物体の温度が高ければ高いほど、赤外線エネルギーは多く放射される。サーモグラフィは、物体表面からの赤外線放射を内部の赤外線検出素子（フォーカルプレーンアレイ）で受光し、電気信号に変換します。処理後、システムは擬似カラーで「ヒートマップ」を生成し、画像上の異なる色が異なる温度を表すため、人間の目で対象物表面の温度分布を視覚化できる。
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システム・コンポーネント赤外線サーマルカメラ
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機能と特徴::
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非接触停電の必要がなく、変圧器を稼働させたまま検査ができるので安全性が高い。
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包括的かつ直感的これにより、「温度点」ではなく「温度面」の画像が得られるため、局所的な過熱不良を素早く検出することができ、特に端子の緩みや接触不良のチェックに効果的です。
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表面温度測定変圧器の巻線またはコアの表面温度のみを測定し、内部巻線の最高温度は反映されません。
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補完診断リアルタイムでの制御や保護というよりは、潜在的な問題を特定するための定期検査や予防保守に主に使用される。
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モダリティIII：その他の重要部品と周囲温度のモニタリング
コア巻線温度の監視に加え、コア温度と周囲温度の監視も重要である。
4.コアの温度監視
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配備場所温度センサー（Pt100または熱電対）は通常、コアのヨーク（上部ヨーク）またはクランプに取り付けられる。
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動作原理巻線温度測定と同じ原理で、鉄心の温度を測定する。
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機能と特徴コアの温度が異常に高い場合、コアに複数の接地点がある、シリコンスチール・ウェーハ間の絶縁が損傷して渦電流が過大である、などの不具合を示している可能性があります。コア温度を監視することで、これらの特定の故障に対するアラームと診断基準を提供することができます。
5.周囲温度の監視
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配備場所変圧器が設置されている部屋またはキャビネットにおいて、周囲の冷却空気の温度を代表し、変圧器からの直接の熱放射の影響を受けない温度センサーの位置を選択してください。
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動作原理冷却媒体（空気）の温度を測定します。
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機能と特徴周囲温度は、変圧器の温度上昇を計算する基準となります。過度の周囲温度は、変圧器の放熱能力を著しく低下させ、負荷容量を制限します。周囲温度を監視することで、変圧器室の換気システムを制御したり、周囲温度が高すぎる場合に早期警告を出したりすることができます。
概要とシステム統合：温度制御システム
上記のセンサーはすべて "目 "に過ぎず、最終的には "脳 "で処理される必要がある。 乾式変圧器温度調節器.
完全な乾式変圧器サーモスタット以下の中核機能は、通常、上記のようにいくつかの方法で組み合わされ、スマートサーモスタットによって実現される：
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三相温度パトロールと表示A相、B相、C相の巻線のリアルタイム温度を順番に自動的に表示し、手動で最高相温度を表示するように切り替えることができます。
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自動ファンコントロール巻線のいずれかの相の温度が予め設定された「ファン始動」値に達すると、コントローラーは自動的にリレー接点を閉じてファンを始動させる。冷却ファン強制空冷；温度が「ファン停止」値まで下がると、ファンは自動的に停止し、エネルギーを節約し、騒音を低減する。
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過熱アラーム巻線のいずれかの相の温度があらかじめ設定された「アラーム」値に達すると、コントローラーは音と光のアラーム信号を送り、オペレーターに注意を促します。
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過熱トリップ巻線のいずれかの相の温度があらかじめ設定された「トリップ」値（絶縁を保護するための最後の防御線）に達すると、コントローラーは変圧器の高圧側スイッチに一連の受動的トリップ接点信号を出力し、それがトリップして変圧器の電源が遮断され、最終的な保護が達成されるようにします。
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センサー故障検出センサーの断線や短絡故障をコントローラーが自動的に検出し、故障アラームを発することができます。
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遠隔データ伝送最新の温度コントローラーは通常、RS485などの通信インターフェースを持ち、Modbusなどの標準プロトコルをサポートしているため、すべての温度データと機器のステータスをバックエンドの監視システム（SCADA）に遠隔送信することができます。
