変圧器温度測定装置とは？
发布时间2025年10月13日 09:23:08
変圧器温度測定装置とは？
変圧器温度測定装置は、変圧器の重要な部分の温度をリアルタイムで監視・制御するために特別に設計された自動装置です。高精度温度センサーによって変圧器内部の温度（主に巻線と絶縁油）を連続的に測定し、温度信号を視覚化されたデータに変換します。さらに重要なのは、過熱による機器の永久的な損傷を防ぐため、温度があらかじめ設定された警告値に達すると、アラームを発したり、冷却システムを作動させたり、変圧器の電源を直接遮断したりといった一連の動作を自動的に実行できるインテリジェントな保護システムであることです。
なぜ温度監視が重要なのか？
変圧器の寿命は、その内部の絶縁材料の健全性に大きく依存し、温度は絶縁の老化に影響する主な要因である。過度の温度は、絶縁材料の化学的分解と物理的劣化を劇的に促進し、絶縁材料をもろくし、絶縁強度を低下させます。したがって、正確な温度監視は、過熱による損傷を防ぎ、運転温度を妥当な範囲に制御することで変圧器の耐用年数を大幅に延ばし、変圧器の負荷容量を判断するための重要な基準となるために不可欠です。また、温度の異常な変化は内部故障の早期兆候であり、予防保全のための貴重な情報を提供することができます。
主にどのような場所を監視しているのか？
変圧器温度測定装置の中心的な仕事は、機器の健全性を最もよく反映する2箇所をモニターすることである：
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巻線温度: 巻線は変圧器が動いているとき主要な熱源で、内部温度は最高ポイント、すなわち「巻線のホット スポット温度」、変圧器が基本的な限界の安全な操作である場合もあるかどうか決定することです。これは最も重要な監視指標です。
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トップオイル温度：油浸変圧器では、絶縁油が主な冷却媒体である。トップオイルの温度は、変圧器の全体的な発熱量と冷却システムの冷却効率を総合的に反映します。
温度測定装置の仕組みは？
変圧器の種類によって、温度測定の原理と技術は異なる。
油浸変圧器の温度測定：従来は「熱シミュレーション法」が用いられてきた。この方法では、変圧器油の最上層に温度検知パッケージを設置し、油温を直接測定する。同時に、変圧器の負荷電流に比例した小電流が、パックの隣に置かれた温度測定装置内の発熱体を流れ、負荷電流による巻線の温度上昇をシミュレートする。最終的に、装置は油温と温度上昇のシミュレーション値を重ね合わせた値を表示し、巻線のホットスポット温度を間接的に反映する。
乾式変圧器の温度測定：この方法はより直接的である。製造工程では、Pt100白金RTDや他の温度センサーは、直接内部の三相巻線に埋め込まれています。これらのセンサーを接続した温度測定装置は、抵抗値の変化をリアルタイムで測定し、正確な「抵抗-温度」の対応に従って、巻線の実際の温度を直接計算します。
蛍光光ファイバー温度測定：これは現在、最も先進的で正確な温度測定技術である。変圧器の製造において、非導電性の蛍光光ファイバーセンサーが巻線のターン上に直接設置される。原理は、光パルスの励起に特定の蛍光物質を使用することで、その蛍光減衰時間と温度は正確に対応している。光ファイバー自体は絶縁されており、電磁干渉（EMI）の影響を受けないため、特に高電圧レベルで高い信頼性が要求される重要な変圧器において、巻線のホットスポットを最も直接的、安全かつ正確に測定することができます。
温度測定装置の中核機能
完全な変圧器温度測定装置は通常、次のような中核機能を備えている：
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データ測定と表示：巻線とオイルの温度をリアルタイムで正確に測定し、サイクル表示します。
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冷却システム制御：温度が事前に設定した「ファン始動」値に達すると、自動的にリレーを閉じ、ファンまたはオイルポンプを始動して強制冷却を行い、温度が下がると、自動的に冷却システムを閉じます。
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アラーム機能：温度が設定された「アラーム」値を超えると、スイッチング信号を出力し、音と光のプロンプトが表示され、オペレータに注意を払うように通知します。
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過熱旅行保護: 温度が「旅行」の価値、決定的な切換え信号の出力に抗する装置の限界に達するとき直接変圧器の電源、保護の最高レベルの実施を断ち切った。
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コミュニケーションおよび遠隔伝達: 通常 RS485 および他の通信用インタフェースが装備されていて、すべての温度データおよび装置の状態を背景のモニタリング システムに送信できま、リモート・モニタリングおよび無人の達成します。
よくある質問（FAQ）
Q：なぜ温度測定器には、「アラーム」と「トリップ」に2つの異なる温度ポイントがあるのですか？
A: これは段階的な保護と予防管理のためです。低い「アラーム」温度ポイントは早期警告の役割を果たし、変圧器の温度が高く、負荷または冷却システムが正常かどうかをチェックする必要があることをオペレータに促し、手動介入の機会を与えます。より高い「トリップ」温度ポイントは、温度が危険な限界に達したことを示す最後の防衛線であり、機器の焼損などの重大な事故を防ぐために、電源供給を直ちに遮断する必要があります。
Q: 巻上げ温度とトップオイルの温度差は通常どのくらいですか？
A: この温度差は "巻線と油の温度上昇 "と呼ばれ、一定の値ではなく、トランスの負荷によって変化します。負荷が大きければ大きいほど、巻線に流れる電流は増え、発熱量も増え、この温度差も大きくなります。全負荷時には、変圧器の設計や冷却方法にもよりますが、この温度差は摂氏20度から30度、あるいはそれ以上に達することもあります。
Q: 蛍光光ファイバー温度測定装置が従来の方法より優れているのはなぜですか？
A：主な利点は次の3点にあります：第一に、「直接」、巻線に直接接触し、測定はアナログ値ではなく、実際のホットスポット温度です；第二に、「正確」、高い測定精度、速い応答速度；第三に、「安全」。第三に、「安全」であること。光ファイバー自体が絶縁体であり、高電圧や強い電磁場の干渉を完全に排除しているため、温度測定による電気的リスクが生じる可能性を根本的に排除している。
Q: 古い変圧器に温度測定器を追加することはできますか？
A: 乾式変圧器の場合、製造時にセンサーがあらかじめ組み込まれていなければ、後からの改造は非常に困難です。油浸式変圧器の場合、上部の油温を測定し、巻線温度をシミュレートする従来のサーモスタットの後付けや交換は簡単です。しかし、光ファイバー温度測定を実現するためには、工場でのオーバーホールやあらかじめ組み込まれた光ファイバーの製造に戻る必要があり、巻線内部のフィールドに後付けすることはできません。
