Controlador de temperatura do transformador de óleo

Princípio de funcionamento

• simulação térmicaCorrente elétrica: Uma corrente proporcional à carga é retirada pelo transformador de corrente, ajustada pelo conversor e alimentada no elemento de aquecimento elétrico dentro do elemento elástico do controlador de temperatura do enrolamento. O calor gerado pelo elemento de aquecimento elétrico faz com que o elemento elástico gere um deslocamento adicional, gerando assim um valor de indicação de temperatura que é uma diferença de temperatura maior do que a temperatura do óleo e obtendo indiretamente o valor de indicação médio da temperatura do enrolamento.
• Princípio de controle de pressão e temperaturaEle é composto principalmente de elemento elástico, tubo capilar, pacote de temperatura e microinterruptor. O meio sensível à temperatura no pacote de temperatura é submetido à expansão térmica, o incremento de volume é transferido para o elemento elástico por meio do tubo capilar, de modo que o elemento elástico produz deslocamento, que é amplificado pelo mecanismo para indicar a temperatura medida e acionar o microinterruptor, controlando assim a entrada ou a saída do sistema de resfriamento.
• Princípio de detecção de temperatura da grade de fibra ópticaCom base na tecnologia de detecção de temperatura por grade de fibra óptica, o sensor de fibra óptica é imerso diretamente no óleo do transformador, detecta a temperatura por meio da mudança no comprimento de onda da luz, coleta os dados de temperatura do óleo e, em seguida, analisa-os por meio do algoritmo inteligente interno para controlar automaticamente a inicialização e o desligamento da bomba de óleo e do ventilador de resfriamento.

Características funcionais

• Monitoramento e exibição de temperaturaMonitoramento em tempo real das temperaturas do óleo e do enrolamento do transformador e conversão dos sinais de temperatura em sinais elétricos para transmissão à unidade de controle e exibição dos valores de temperatura na unidade de exibição.
• função de controle automáticoQuando a temperatura do transformador atinge o valor inicial predefinido, o sistema de resfriamento é ativado automaticamente; quando a temperatura cai para o valor de parada predefinido, o sistema de resfriamento é desligado automaticamente para manter a temperatura do transformador dentro da faixa adequada.
• Função de alarmeQuando a temperatura do transformador excede o valor de segurança predefinido, são emitidos sinais de alarme sonoros e luminosos para que a equipe possa lidar com o problema a tempo, e os sinais de alarme também podem ser transmitidos a outros sistemas ou equipamentos de monitoramento por meio do contato de saída ou da interface de comunicação para realizar o alarme remoto.
• função protetoraQuando o transformador apresentar uma situação anormal, como curto-circuito no enrolamento, temperatura do óleo muito alta, falha no sistema de resfriamento etc., de acordo com as diferentes situações, tome as medidas de proteção correspondentes, como disparo, desligamento etc., para evitar danos ao equipamento ou a expansão de acidentes.
• Registro e armazenamento de dadosFunção de registro de dados: Possui uma função de registro de dados, que pode registrar a mudança de temperatura do transformador, o status de operação do sistema de resfriamento e outras informações, e esses dados podem ser exportados por meio da interface de comunicação ou do cartão de memória, o que pode fornecer a base para a análise e o processamento subsequentes.
• Controle e monitoramento remotoConectado a outros sistemas ou equipamentos de monitoramento por meio da interface de comunicação, a equipe pode definir a temperatura, o controle de partida/parada e outras operações no transformador no centro de controle remoto, o que melhora a capacidade de manutenção e a eficiência de gerenciamento do equipamento.

tipologia

• Termostato mecânicoSensor de temperatura bimetálico: Com base no sensor de temperatura bimetálico, estrutura simples, custo mais baixo, mas precisão e velocidade de resposta limitadas, aplicável a transformadores comuns imersos em óleo.
• Termostato eletrônicoA medição eletrônica de temperatura por termistor ou sensor PT100 é mais precisa e pode ser vinculada ao PLC ou ao sistema de monitoramento remoto, o que é adequado para subestações inteligentes.
• Sistema de medição de temperatura por fibra ópticaUtilizado em ocasiões grandes ou importantes, ele pode realizar o monitoramento distribuído da temperatura do enrolamento, tem forte capacidade de interferência antieletromagnética e é adequado para transformadores de alta tensão e grande capacidade.

Principais indicadores técnicos

• Faixa de temperatura operacional normalTemperatura do ar: Geralmente em torno de - 30°C a + 55°C, podendo variar entre os modelos.
• Faixa de medição: Comumente disponíveis são - 20°C a + 80°C, 0°C a + 100°C, 0°C a + 120°C, 0°C a + 150°C e muitas outras especificações.
• Precisão da indicação: geralmente em torno de 1,5 nível.
• sinal de saídaO sinal pode ser convertido em sinais padrão CC, como 0-5V, 1-5V, 4-20mA, etc., que podem ser transmitidos remotamente para a sala de controle ou conectados em rede com computadores.

Instalação e manutenção

• montagemSensores de temperatura: os sensores de temperatura geralmente são instalados na parede do tanque do transformador ou na almofada de óleo para medir com precisão a temperatura do óleo; para os controladores de temperatura do enrolamento, seus transformadores de corrente associados e outros componentes precisam ser instalados corretamente nas buchas laterais de alta tensão do transformador e em outros locais.
• proteçãoLimpeza: Verifique regularmente se o visor do termostato está normal ou não, se a conexão do sensor está firme ou não e se há afrouxamento, corrosão e outros fenômenos; limpe o invólucro e o visor do termostato para garantir que a dissipação de calor seja boa e o visor esteja nítido; calibre a precisão da medição do termostato, que pode ser comparada com a do termômetro padrão, e calibre e ajuste-o, se necessário.

Primeiro, observe o transformador em “suas próprias condições”: os parâmetros básicos determinam o resultado final da adaptação

Segundo, para esclarecer “o que medir”: temperatura do óleo ou temperatura do enrolamento?

• Medição da temperatura do óleo：
  A temperatura do óleo é um reflexo visual do estado geral de aquecimento do transformador; o ponto de medição geralmente está no tanque de óleo ou no travesseiro de óleo, e o limite técnico é baixo.
  • Cenário: todos os transformadores imersos em óleo precisam monitorar a temperatura do óleo como um indicador básico de monitoramento.
  • Tipo recomendado: mecânico (baixo custo), eletrônico (precisão média-alta) estão disponíveis, escolha de acordo com as necessidades de precisão.
• Medição da temperatura do enrolamento：
  O enrolamento é a parte do transformador mais propensa a superaquecimento (por exemplo, a temperatura local aumenta repentinamente durante curtos-circuitos), mas é difícil de medir diretamente (limitações do ambiente de alta tensão) e requer técnicas especiais.
  • Medição indireta: derivada da “simulação da temperatura do óleo + corrente de carga” (por exemplo, método de simulação térmica), adequada para baixa e média pressão, ocasiões comuns, comumente usada em termostatos mecânicos ou eletrônicos.
  • Medição direta: incorporado no enrolamento com sensores de fibra óptica, monitoramento em tempo real da temperatura real, forte interferência antieletromagnética, adequado para ocasiões importantes de alta tensão e grande capacidade (como o transformador principal de usinas de energia).

III. correspondência entre “listas de recursos” e necessidades: do básico ao inteligente

IV. Meio ambiente e custo: equilíbrio entre confiabilidade e economia

• adaptação ambiental：
  • Ambientes de alta/baixa temperatura (por exemplo, áreas externas de frio extremo): os termostatos devem cobrir a faixa de temperatura operacional de -40°C~+60°C (por exemplo, eletrônicos de nível industrial).
  • Ambientes úmidos/empoeirados: evite a corrosão do sensor selecionando um invólucro com classe de proteção IP54 ou superior.
  • Ocasiões de vibração (por exemplo, transformador de bordo): o tipo mecânico é suscetível à vibração, dê prioridade ao tipo eletrônico (fixo com firmeza).
• Custo e manutenção：
  • Prioridade de baixo custo: mecânica (centenas de dólares por unidade, manutenção simples, precisão de ±2℃~±5℃).
  • Custo-benefício médio: eletrônico (preço unitário de milhares de yuans, precisão de ±1 ℃ ~ ±2 ℃, ligação de suporte, ciclo de manutenção longo).
  • É preferível alta confiabilidade: sistemas de fibra óptica (dezenas de milhares de dólares por unidade, vida útil de mais de 10 anos, praticamente sem manutenção, para equipamentos críticos).

V. Não ignore a “conformidade”: cumpra os padrões antes de usá-la

• Setor de energia: é necessário estar em conformidade com as "DL/T 540-2010 Power Transformer Room Layout Design Regulations", "JB/T 7631-2016 Transformer Temperature Controller", etc., para garantir que a faixa de medição e o valor do alarme (como alarme de temperatura do óleo ≥ 85 ℃, disparo ≥ 95 ℃) atendam aos requisitos.
• À prova de explosão: se o transformador estiver localizado em um ambiente inflamável e explosivo (por exemplo, posto de gasolina), será necessário um termostato à prova de explosão (aprovação Ex).

Em resumo: três etapas para fixar o termostato certo

1. estabelecer as basesDeterminar a faixa de medição e os requisitos anti-interferência do termostato de acordo com a capacidade do transformador e o nível de tensão;
2. Seleção do núcleoTemperatura do enrolamento: Especifique se a temperatura do óleo ou do enrolamento deve ser medida e decida se usará a medição indireta (mecânica/eletrônica) ou a medição direta (fibra óptica);
3. função complementarEquilibre o custo e a confiabilidade sobrepondo automação, monitoramento remoto e outras funções de acordo com as necessidades de O&M.