변압기 온도 측정에 적합한 센서는 무엇입니까? PT100, 기계식 계측기 및 광섬유 온도 측정의 심층 비교

변압기 오일 온도 모니터링의 세 가지 주요 방법 분석: 기존 기계식부터 광섬유 감지까지

변압기는 전력 시스템의 핵심 장비로서 내부 절연유 온도는 장비의 안전 및 수명 작동과 직접적인 관련이 있습니다. 오일 온도가 높으면 절연의 노화가 가속화되고 심지어 고장을 일으킬 수도 있습니다. 현재 변압기 오일 온도 모니터링은 주로 기계식, 전자식(PT100) 및 고급 광섬유 온도 측정의 세 가지 방법을 채택하고 있습니다.

이 글에서는 이 세 가지 기술의 원칙, 장단점, 적용 가능한 시나리오에 대해 자세히 설명합니다.

1. 기계식 온도계(압력/바이메탈)

이것은 가장 전통적인 변압기 “온도계”이며, 오래되고 중소형 변압기에서 매우 일반적이며 가장 전형적인 대표자는 다음과 같습니다.BWY어쩌면BWR시리즈 오일 레벨 온도 조절기.

• 작동 원리 : 열팽창에 의한 온도에 민감한 매체 (액체 또는 가스) 내의 온도 패키지의 주요 사용은 모세관을 통해 탄성 요소 (부르동 튜브)의 압력으로 전달되어 포인터가 온도를 표시하도록 구동합니다. 일부 소형 변압기는 바이메탈 온도계를 사용하기도 합니다.

• 장점:

  • 높은 신뢰성: 순수 기계식 구조로 외부 전원 공급 장치에 의존하지 않으며, 전체 스테이션 전력 손실을 현장에서 직관적으로 읽을 수 있습니다.

  • 기본 보호: 일반적으로 제어 루프에 직접 연결된 알람 및 트립 접점(하드 노드)은 변압기 비전기적 보호의 중요한 부분입니다.

  • 저렴한 비용: 유지 관리가 간편하고 비용도 저렴합니다.

• 제한 사항:

  • 정밀도가 제한적입니다: 기계식 드라이브는 오류가 발생할 수 있고 응답 시간이 느립니다.

  • 단일 기능: 일반적으로 최고 오일 온도만 측정할 수 있어 원격 디지털 정밀 분석이 어렵습니다.

2. 전자 온도 센서(PT100/RTD)

변전소 자동화 수준이 높아짐에 따라 순수한 기계적 표시만으로는 더 이상 SCADA(데이터 수집 및 감시 제어) 시스템의 요구를 충족할 수 없게 되었고, PT100은 디지털 모니터링의 주축이 되었습니다.

• 작동 원리 : 온도 변화에 따른 금속 백금 (Pt) 저항 값의 사용 및 PT100의 특성의 선형 변화, 즉 0 ℃ 저항 값 100 Ω에서. 송신기를 통해 표준 저항 신호 4-20mA 전류 신호 또는 Modbus 디지털 신호 전송으로 백그라운드로 변환됩니다.

• 장점:

  • 높은 정밀도와 우수한 선형성: 넓은 측정 범위와 작동 온도 영역 내에서 매우 정확합니다.

  • 간편한 통합: 원격 실시간 모니터링 및 과거 데이터 추세 분석을 위한 통합 자동화 시스템에 편리하게 액세스할 수 있습니다.

• 제한 사항:

  • 간섭 방지 기능이 약합니다: 변압기 주변에는 강한 전자기장이 존재하고 금속 리드와 프로브는 간섭 전압을 유도하여 측정 데이터의 점프 또는 왜곡을 유발하는 경향이 있으므로 우수한 차폐 조치가 필요합니다.

  • 절연 위험: 금속 도체로서 변압기 권선 내부의 고전압 영역 깊숙이 침투하여 직접 측정할 수 없으며, 일반적으로 탱크 벽이나 상단 오일의 온도를 측정하는 데만 사용할 수 있습니다.

3. 광섬유 온도 측정 기술(형광 섬유/격자 섬유)

광섬유 온도 측정은 초고압, 대형 주 변압기 및 지능에 대한 요구가 높은 시나리오와 같은 시나리오에서 현재 최첨단 기술 방향을 나타냅니다. 특히형광 광섬유 온도 측정고유한 단열 특성으로 선호되는 기술입니다.

• 작동 방식:

  • 형광 잔광 원리: 프로브 끝에 있는 형광 물질은 펄스 빛에 의해 여기되어 잔광을 방출하며, 그 수명(감쇠 시간)은 온도와 단조롭게 관련되어 있습니다. 감쇠 시간을 계산하면 온도를 정확하게 측정할 수 있습니다.

• 핵심 강점:

  • 본질 안전(높은 절연성) 광섬유는 완전히 절연되고 수동적인 이산화규소로 만들어집니다. 즉, 광섬유는 다음을 수행할 수 있습니다.변압기 권선 내부에 직접 내장됨(즉, “와인딩 핫스팟” 모니터링) PT100 및 기계식 온도계로는 절대 불가능합니다.

  • 전자기 내성: 광 신호 전송은 변압기의 강한 전자기장의 간섭으로부터 완전히 자유롭고, 데이터는 안정적이고 신뢰할 수 있으며, 차폐층이 필요하지 않습니다.

  • 장수: 부식과 고압 오일 환경에 강한 이 제품은 일반적으로 변압기와 동일한 수명인 최대 30년 동안 사용할 수 있도록 설계되었습니다.

• 적용 가능한 시나리오:

  • 직접 모니터링의 필요성와인딩 핫스팟 온도(와인딩 핫스팟) 키 메인 변압기.

  • 매우 복잡한 전자기 환경을 가진 컨버터 변압기 또는 초고압 장비.

요약 및 선택 권장 사항

결론:

현대의 지능형 변전소 건설에서 이 세 가지 방법은 종종 “둘 중 하나”가 아니라 상호 보완적이고 공존하는 경우가 많습니다. 일반적으로 기계식 온도계는 현장 표시 및 기본 보호를 위해 구성되며, PT100은 최고 오일 온도를 원격으로 전송하는 데 사용되며, 광섬유 온도 측정 시스템은 변압기의 과부하 용량과 절연 수명을 정확하게 평가하기 위해 변압기의 심장인 권선의 최고점 온도를 정확하게 모니터링하기 위해 도입됩니다.