5 soluções para monitoramento de temperatura de transformadores a seco

Causas de falhas de aquecimento de transformadores a seco e principais pontos de monitoramento

Como o núcleo central do sistema de distribuição, a vida útil do isolamento dos transformadores a seco depende diretamente da temperatura de operação (para cada 6°C de aumento, a vida útil do isolamento cai pela metade). Em operação de longo prazo, aPerda de ferro (histerese e perdas por correntes parasitas)和Perda de cobre (perda de resistência)é a principal fonte de calor. Além disso, as cargas não lineares geramharmônico superiorIsso causará o efeito de pele e aumentará significativamente o aquecimento do enrolamento. Se a dissipação de calor for ruim ou se houver sobrecarga de longo prazo, o isolamento de resina epóxi envelhecerá, rachará e até mesmo causará acidentes de curto-circuito e avarias entre as voltas.

Para garantir a operação segura do transformador, as seguintes áreas principais devem ser monitoradas com precisão:

• Enrolamento de baixa tensão (LV):As correntes mais altas são o principal componente gerador de calor e a temperatura do ponto mais quente é geralmente monitorada.
• Enrolamento de alta tensão (HV):Os níveis de alta tensão, que são difíceis de serem medidos pelos sensores tradicionais com contato direto, são uma parte difícil do monitoramento.
• Núcleo de ferro:Evita o superaquecimento localizado devido ao aterramento de vários pontos.
• Conexões de barramento:Os conectores dos fios condutores de alta e baixa tensão são suscetíveis à geração de calor devido à resistência de contato excessiva causada por afrouxamento.

• Solução mais recomendada: tecnologia de medição de temperatura por fibra óptica fluorescente

1. tecnologia de medição de temperatura por fibra óptica fluorescente (altamente recomendada)

Para transformadores do tipo seco com alta tensão e forte campo magnético, a medição de temperatura por fibra óptica fluorescente é a única tecnologia capaz de realizar a “medição direta de temperatura de enrolamentos de alta tensão”.

Vantagem tecnológica:A sonda de fibra óptica tem isolamento extremamente alto e resistência à interferência eletromagnética. Ela pode ser pré-enterrada ou instalada diretamente na superfície do enrolamento de alta tensão (HV) e dentro do duto, sem se preocupar com a distância de fuga e a quebra do isolamento. Em comparação com os métodos tradicionais, ele pode capturar de forma mais realista o “ponto mais quente” dentro do enrolamento, e os dados não sofrem interferência do fluxo de vazamento do transformador, com desvio zero em operações de longo prazo.

2) Medição de temperatura convencional do RTD PT100/PT1000

Essa é a solução padrão de fábrica atual para transformadores do tipo seco e geralmente é pré-construída dentro dos enrolamentos de baixa tensão.

Características técnicas:A tecnologia é madura e o custo é baixo. No entanto, seu sensor é um condutor de metal, há riscos de isolamento em ambientes de alta tensão e, normalmente, só pode monitorar a temperatura do lado de baixa tensão. Além disso, na partida do transformador ou no impacto de curto-circuito, uma forte interferência eletromagnética pode levar à distorção do sinal do PT100 ou a um alarme falso e, quando o sensor pré-embutido é danificado, é extremamente difícil substituí-lo.

3. tecnologia de monitoramento de imagens térmicas por infravermelho

Varredura sem contato da superfície do transformador usando uma câmera térmica infravermelha.

Características técnicas:Ideal para monitorar a temperatura dos terminais expostos do transformador, das conexões do barramento e do invólucro. Sua limitação é que ele não consegue penetrar na camada de fundição de resina epóxi, portanto, não pode medir a temperatura real do ponto quente dentro do enrolamento. Apenas como um meio de inspeção auxiliar, não pode substituir a medição da temperatura interna.

4. tecnologia de medição de temperatura passiva sem fio (RFID/SAW)

Transmissão de dados de temperatura por meio de sinais de radiofrequência, sensor montado em uma faixa de terminais ou superfície.

Características técnicas:Ele resolve o problema da fiação problemática e é adequado para a transformação do ponto de conexão externo do transformador antigo. No entanto, como o próprio transformador é uma grande fonte de interferência eletromagnética, o sinal sem fio é muito fácil de ser protegido ou sofrer interferência, resultando em transmissão de dados instável. Além disso, o sensor é grande e não pode ser instalado na via aérea estreita do enrolamento.

5. tecnologia de medição de temperatura de grade de fibra óptica (FBG)

A temperatura é medida usando a mudança no comprimento de onda da luz e tem as propriedades isolantes de uma fibra óptica.

Características técnicas:Embora resistentes à interferência eletromagnética, os sensores de grade são extremamente sensíveis ao estresse. A vibração mecânica inerente (50Hz/100Hz) que acompanha a operação de um transformador do tipo seco pode facilmente fazer com que o comprimento de onda da grade se desvie, resultando em erros de medição. Além disso, as grades de fibra óptica são frágeis e propensas a fraturas no complexo ambiente de instalação do transformador.

Comparação do desempenho de 5 esquemas de monitoramento para transformadores a seco

Conclusão e recomendações de seleção

Para transformadores do tipo seco, especialmente para níveis de tensão de 35kV e superiores ou para data centers e instalações ferroviárias em que a confiabilidade da fonte de alimentação é muito importante.Termometria de fibra óptica fluorescenteÉ o melhor programa de atualização para substituir o tradicional PT100. Ele não só resolve o problema do setor de que o lado de alta tensão não pode medir diretamente a temperatura, mas também garante a precisão dos dados em um ambiente eletromagnético forte.

Para soluções personalizadas de medição de temperatura por fibra óptica para transformadores a seco, consulte: Fuzhou InnoTech.