Monitoramento de temperatura de transformadores do tipo seco e imersos em óleo

I. Monitoramento da temperatura de transformadores do tipo seco

1. principais locais de monitoramento

• Temperatura do enrolamentoOs enrolamentos de um transformador do tipo seco são a principal fonte de calor (calor gerado por perdas de cobre ou alumínio) e o isolamento dos enrolamentos é diretamente afetado pela temperatura, portanto, eles estão no centro do monitoramento.
• Temperatura centralO núcleo aquece devido à histerese e às perdas por correntes parasitas e geralmente é um pouco mais frio do que os enrolamentos, mas pode superaquecer em condições anormais (por exemplo, quando o núcleo é aterrado em vários pontos) e requer monitoramento auxiliar.
• temperatura ambienteTransformadores do tipo seco dependem de resfriamento a ar, a temperatura ambiente afeta diretamente a eficiência do resfriamento (por exemplo, um ambiente de alta temperatura levará a um aumento maior da temperatura do enrolamento) e precisam ser usados como referência.

2. metodologia de monitoramento

• Medição direta (recomendada)：
  No momento da fabricação do enrolamento, oSensores de resistência de platina (Pt100) Pré-embutido no enrolamento interno (geralmente no local do ponto quente do enrolamento trifásico), coleta direta da temperatura real do enrolamento. pt100 de alta precisão (erro ± 0,1 ℃), forte estabilidade, é a primeira escolha para o monitoramento de temperatura de transformadores do tipo seco.
• Monitoramento indireto：
  Para transformadores do tipo seco sem sensores pré-embutidos, otermômetro infravermelhoMedição sem contato da temperatura da superfície do enrolamento (observe que a temperatura da superfície é menor do que a temperatura do ponto quente interno, com um erro de cerca de 5 a 10 °C) ou estimativa por meio de “temperatura ambiente + aumento de temperatura calculado da corrente do enrolamento” (menos preciso, apenas para monitoramento temporário).

3. limites de temperatura (indicadores básicos de segurança)

Observação: o “Limite de aumento de temperatura” refere-se à diferença entre a temperatura do enrolamento e a temperatura ambiente (a temperatura ambiente é baseada em 40 °C); exceder o limite acelerará o envelhecimento do isolamento.

4. sistemas de monitoramento e funções de proteção

• O controlador de temperatura recebe um sinal Pt100, exibe a temperatura do enrolamento em tempo real e tem lógica de proteção integrada:
  • Alarme de temperatura excessiva: quando a temperatura atingir o “limite de alarme” (por exemplo, o nível F está definido para 130 °C), um alarme sonoro e visual será acionado, solicitando que a equipe de O&M verifique;
  • Disparo por superaquecimento: quando a temperatura atinge o “limite de disparo” (por exemplo, a classe F é definida como 150°C), um sinal de disparo é emitido para cortar a fonte de alimentação do transformador a fim de evitar a queima do isolamento.
• No caso de transformadores secos com resfriamento forçado a ar, o controlador de temperatura também inicia e para automaticamente de acordo com a temperatura.Ventiladores de resfriamento(por exemplo, inicia quando a temperatura ultrapassa 100 °C e para quando cai abaixo de 80 °C) para melhorar a dissipação de calor.

5. monitoramento dos pontos de manutenção

• A calibração periódica do sensor Pt100 (1 vez por ano) garante a precisão da medição;
• Verifique se o contato entre o sensor e o enrolamento está firme (uma folga resultará em um valor de medição baixo);
• Limpe as superfícies do enrolamento (o acúmulo de poeira pode impedir a dissipação de calor e levar a temperaturas falsamente altas);
• Verifique as funções de alarme e disparo do controlador de temperatura (testadas por sinais analógicos).

II. monitoramento da temperatura de transformadores imersos em óleo

1. principais locais de monitoramento

• Temperatura máxima do óleoTemperatura do óleo: O óleo isolante é aquecido por convecção ascendente; a temperatura do óleo superior é a temperatura mais alta do óleo, refletindo diretamente o status geral de dissipação de calor do transformador, sendo o ponto de monitoramento mais crítico.
• Temperatura do ponto quente do enrolamentoTemperatura máxima dentro dos enrolamentos: A temperatura máxima dentro dos enrolamentos (5 a 15 °C mais alta do que a temperatura do óleo superior, dependendo do método de resfriamento) tem influência direta no envelhecimento do isolamento (o limite de temperatura do ponto quente para o papel de isolamento do transformador imerso em óleo é de 105 °C).
• temperatura do óleo de fundoPara ajudar a determinar se a circulação do óleo está normal (normalmente, a diferença de temperatura entre as camadas superior e inferior é de cerca de 10 a 20 °C; uma diferença de temperatura muito pequena pode ser uma falha de circulação).

2. metodologia de monitoramento

• Medição da temperatura do óleo：
  Instalação na parte superior do tanque (10 a 20 cm abaixo do nível de óleo superior)sensor de temperaturaOs tipos mais comuns incluem:
  • Termômetro de expansão (mercúrio/álcool, leitura direta, para monitoramento in situ);
  • Resistência de platina (Pt100) ou termopar (para transmissão remota a um sistema de monitoramento, precisão de ±0,5°C).
• Cálculo da temperatura do ponto quente do enrolamento：
  Quando a medição direta não é possível, a temperatura é calculada indiretamente pela “temperatura do óleo superior + aumento adicional de temperatura da corrente do enrolamento”:
  Temperatura do ponto quente do enrolamento = temperatura do óleo superior + (aumento da temperatura do ponto quente na corrente nominal) x (corrente real / corrente nominal)²
  (Observação: o aumento da temperatura do ponto quente na corrente nominal é normalmente de 10 a 15 °C, conforme fornecido pelo fabricante).

3. limites de temperatura (indicadores básicos de segurança)

• Temperatura máxima do óleoTemperatura do enrolamento: Não mais do que 85°C durante a operação normal (a temperatura do ponto quente do enrolamento é de cerca de 95-100°C nesse momento) e não mais do que 95°C por um curto período de tempo (a temperatura do ponto quente é ≤105°C);
• Temperatura do ponto quente do enrolamentoTemperatura máxima permitida: 105°C (acima dessa temperatura, o envelhecimento do papel de isolamento é drasticamente acelerado e a vida útil é significativamente reduzida);
• temperatura ambiente: 40°C como referência (acima de 40°C, reduza a carga para limitar a temperatura do óleo).

4. sistemas de monitoramento e funções de proteção

• Controlador de temperatura do óleoMonitoramento da temperatura do óleo superior e configuração de dois níveis de proteção:
  • Alarme: Alarme quando a temperatura do óleo atinge 80 ℃ (indicando que a dissipação de calor pode ser insuficiente);
  • Disparo: dispara quando a temperatura do óleo atinge 90 ℃ (evite que a temperatura do ponto quente ultrapasse 105 ℃).
• Controlador analógico de temperatura do enrolamentoTemperatura do ponto quente do enrolamento: Coleta a corrente do enrolamento por meio do transformador de corrente, calcula a temperatura do ponto quente do enrolamento combinando-a com a temperatura superior do óleo e fornece a função de alarme e disparo semelhante ao controlador de temperatura do óleo (mais próximo do estado real do enrolamento).
• Os transformadores de circulação forçada de óleo também exigem o monitoramento do status operacional da bomba de óleo e do ventilador do radiador (uma falha pode resultar em um aumento repentino da temperatura do óleo).

5. monitoramento dos pontos de manutenção

• Verifique periodicamente se há vazamentos de óleo no sensor de temperatura do óleo (sensores imersos em óleo podem vazar devido a falhas na vedação);
• Calibre o dispositivo de medição de temperatura (uma vez por ano) para garantir que o erro de medição da temperatura superior do óleo seja ≤ 2°C;
• Verifique o nível de óleo (um nível baixo de óleo reduz a área de dissipação de calor, resultando em temperaturas mais altas do óleo) e a qualidade do óleo (a deterioração do óleo reduz a eficiência da dissipação de calor);
• Verifique a função de ligação do sistema de resfriamento (bomba de óleo, ventilador) (por exemplo, partida automática quando a temperatura do óleo atinge 60°C).

Em terceiro lugar, a principal diferença entre o monitoramento de temperatura de transformadores do tipo seco e imersos em óleo

resumos