オンライン変圧器温度監視システムの選び方とは？コア技術と構成ガイド

• 監視対象：変圧器の油温（トップ層油温）と巻線温度。油温は変圧器全体の発熱状態を反映し、巻線温度は内部の最も高温となる箇所の温度上昇を反映しており、これら両者が相まって変圧器の熱状態監視の中核を成している
• オンライン・モニタリング方式：変圧器に温度センサー（白金抵抗温度計PT100、熱電対、または光ファイバーセンサー）を取り付け、温度信号を温度調節器や監視装置に接続することで、24時間体制での温度データの収集と遠隔送信を実現します
• サーモスタットの中心的な役割：温度コントローラ（温度調節器）は、温度監視の中枢となる装置であり、温度値をリアルタイムで表示し、あらかじめ設定された閾値に基づいて自動的に起動・停止を行います。冷却ファン、過熱時に警報を発するか、またはトリップ保護を作動させる
• 選考のポイント：変圧器のタイプ（乾式／油入式）、電圧等級、および冷却方式に応じて適切な温度監視ソリューションを選択し、構成の不足や過剰を回避する

1. 変圧器の温度監視の基本的な方法

2. 乾式変圧器の温度監視システム

2.1 PT100埋込式温度計

乾式変圧器で最も一般的に用いられる温度測定方法は、PT100白金熱電対を低圧巻線の内部または端部に直接埋め込み、センサーを導線に密着させることで、巻線の実際の温度に最も近い測定値を得るものです。温度コントローラはPT100からの信号を受信し、三相巻線の温度をリアルタイムで表示するとともに、設定された温度閾値に基づいて冷却ファンの起動・停止を制御します。

2.2 サーモスタットの選定ポイント

乾式変圧器サーモスタット機能は型番の末尾の文字で識別されます。Dは温度表示、Eは過熱警報、Fは送風機の自動制御、GはRS485通信、Iは三相電流監視を表します。選定の際は、実際のニーズに応じて適切な機能の組み合わせを選択してください。例えば、遠隔監視が必要な場合は、G（通信）付きの型番を選択する必要があります。

2.3 光ファイバー温度測定ソリューション

蛍光光ファイバー温度測定は、蛍光材料が励起された後の減衰時間が温度に比例するという性質を利用し、光ファイバープローブを巻線に埋め込んで高精度な温度測定を行います。光ファイバーは本来、電磁干渉に強く、強力な電磁環境下での使用に適しています。温度測定精度が求められる場面では、PT100の代替として光ファイバー方式を検討することができます。

3. 油入変圧器の温度監視システム

3.1 油面温度の監視（ビーダブリューワイ(シリーズ）

BWYシリーズ油面温度調節器は、変圧器の上部油温の測定および制御を目的に設計されています。指針式温度表示を採用し、内蔵された2～6組の調整可能な電気接点により、警報、トリップ、冷却ファンの自動起動・停止制御を実現します。各種仕様の油入変圧器に汎用的に使用でき、優れた防塵・防湿性能を備えています。

3.2 巻線温度の監視（BWR(シリーズ）

BWRシリーズの巻線温度計は、熱シミュレーションの原理を採用しています。これは、発熱体を用いて銅損による巻線電流の温度上昇を模擬し、油面温度を加味することで、巻線のホットスポット温度を間接的に算出するものです。この方式では巻線内部にセンサーを埋め込む必要がなく、油入変圧器において長年にわたり採用されており、技術的に成熟し、信頼性が高いものです。

4.よくある質問

4.1 問：油面温度と巻線温度、どちらがより重要ですか？

答：どちらも重要ですが、注目すべき点は異なります。油面温度は変圧器全体の熱状態と冷却システムの効率を反映しており、運転中の最も直接的な温度指標となります。巻線温度は内部の最高温度上昇レベルを反映しており、絶縁材料の劣化速度に直接関係しています。重要な変圧器については、両方を同時に監視する必要があります。

4.2 質問：PT100による温度測定の精度は十分ですか？

答：PT100は、産業用温度測定分野において最も確立されたセンサーの一つであり、変圧器の温度監視において、その精度と信頼性は要件を十分に満たしています。長期にわたる安定した動作が期待でき、交換やメンテナンスのコストも低く抑えられます。

4.3 問：どのような場合に光ファイバー温度測定へのアップグレードが必要ですか？

回答：以下の状況では、光ファイバー温度測定ソリューションの導入を検討することができます。温度測定の精度や空間分解能に極めて高い要求がある場合、電磁環境が非常に複雑な場合、巻線に沿って複数の地点で同時に温度測定を行う必要がある場合、あるいは変圧器が極端な温度条件下で運転されている場合などです。

4.4 質問：サーモスタットの警報温度とトリップ温度はどのように設定すればよいですか？

答：警報およびトリップの閾値は、変圧器の絶縁等級、運転環境、およびメーカーの推奨事項を総合的に考慮して決定する必要があります。一般的に、乾式変圧器の警報温度は130～150℃、トリップ温度は150～170℃に設定されます。具体的な数値については、機器の取扱説明書および運転規程を参照してください。

4.5 質問：温度監視システムは定期的な校正が必要ですか？

答：必要です。温度センサーとサーモスタットについては、年に1回校正を行い、表示値と実際の温度との誤差が許容範囲内にあることを確認することをお勧めします。校正の際は、標準温度源を用いて比較を行い、大きな誤差が認められた場合は速やかにセンサーを交換してください。

5.選考に関する推奨事項

5.1 乾式変圧器の標準仕様はPT100＋温度調節器です。機能の追加オプションは、必要に応じて選択してください。

5.2 油入変圧器には油面温度センサーが標準装備されており、重要な変圧器には巻線温度センサーが追加されます。

5.3 温度測定の精度や耐ノイズ性に特別な要件がある場合は、光ファイバー温度測定ソリューションを選択してください。

免責事項：本記事の内容は、技術的な情報交換や参考のためのものであり、いかなる形の調達確約や契約提案を構成するものではありません。製品の技術パラメーター、構成プログラムおよび価格は、実際に締結された契約および技術協定に従うものとします。

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