Что такое прибор для измерения температуры трансформатора?

Что такое прибор для измерения температуры трансформатора?

Прибор для измерения температуры трансформатора - это автоматизированное устройство, специально разработанное для мониторинга и контроля температуры критических частей трансформатора в режиме реального времени. Он непрерывно измеряет температуру внутри трансформатора (в основном обмоток и изоляционного масла) с помощью высокоточных температурных датчиков и преобразует температурные сигналы в визуализированные данные. Более того, это интеллектуальная система защиты, которая может автоматически выполнять ряд операций, таких как подача сигнала тревоги, активация системы охлаждения или прямое отключение питания трансформатора, когда температура достигает заданного предупредительного значения, чтобы предотвратить необратимое повреждение оборудования из-за перегрева.

Почему так важен контроль температуры?

Срок службы трансформатора в значительной степени зависит от состояния его внутренних изоляционных материалов, а температура является основным фактором, влияющим на старение изоляции. Повышенные температуры могут резко ускорить химическое разложение и физическое разрушение изоляционных материалов, делая их хрупкими и теряя прочность изоляции. Поэтому точный контроль температуры необходим для предотвращения повреждений от перегрева, значительного продления срока службы трансформатора за счет контроля рабочей температуры в разумных пределах и обеспечения ключевой основы для оценки нагрузочной способности трансформатора. Ненормальные изменения температуры также являются ранним признаком внутренних повреждений и могут предоставить ценную информацию для профилактического обслуживания.

За какими ключевыми объектами она в основном следит?

Основная задача устройства для измерения температуры трансформатора - контролировать два места, которые лучше всего отражают состояние оборудования:

1. Температура обмотки: обмотка является основным источником тепла при работе трансформатора, ее внутренняя температура является наивысшей точкой, то есть "температурой горячей точки обмотки", для того чтобы решить, может ли трансформатор безопасно работать при фундаментальных ограничениях. Это наиболее важные показатели мониторинга.

2. Температура верхнего масла: в масляных трансформаторах изоляционное масло является основной охлаждающей средой. Температура верхнего масла может в полной мере отражать общее тепловыделение трансформатора и эффективность системы охлаждения.

Как работает прибор для измерения температуры?

В зависимости от типа трансформатора различаются принцип и технология измерения температуры.

Измерение температуры масляных трансформаторов: Традиционно используется "метод теплового моделирования". В этом методе температура масла измеряется непосредственно с помощью термочувствительного пакета, помещенного в верхний слой трансформаторного масла. В то же время небольшой ток, пропорциональный току нагрузки трансформатора, проходит через нагревательный элемент внутри устройства измерения температуры, которое размещается рядом с пакетом для имитации повышения температуры обмоток под действием тока нагрузки. В конечном итоге прибор отображает наложенное значение температуры масла и смоделированного повышения температуры, таким образом косвенно отражая температуру горячей точки обмотки.

Измерение температуры трансформатора сухого типа: этот способ является более прямым. В процессе производства платиновые ТДС Pt100 и другие температурные датчики непосредственно встраиваются во внутреннюю трехфазную обмотку. Устройство для измерения температуры, подключая эти датчики, в реальном времени измеряет значение сопротивления обмотки, и в соответствии с точным соответствием "сопротивление - температура", непосредственно рассчитывает реальную температуру обмотки.

Флуоресцентное оптоволоконное измерение температуры: на сегодняшний день это самая передовая и точная технология измерения температуры. Она применяется при производстве трансформаторов, непроводящие флуоресцентные оптоволоконные датчики укладываются непосредственно на витки обмотки. Принцип работы заключается в использовании определенного флуоресцентного материала при возбуждении светового импульса, время затухания флуоресценции которого и температура имеют точное соответствие. Поскольку само оптическое волокно изолировано и не подвержено воздействию электромагнитных помех (EMI), оно обеспечивает наиболее прямое, безопасное и точное измерение горячих точек обмотки, особенно для важных трансформаторов с высоким уровнем напряжения и высокими требованиями к надежности.

Основные функции устройства для измерения температуры

Полный прибор для измерения температуры трансформатора обычно имеет следующие основные функции:

1. Измерение и отображение данных: точное измерение и циклическое отображение температуры обмоток и масла в режиме реального времени.

2. Управление системой охлаждения: когда температура достигает заданного значения "запуск вентилятора", автоматически замыкается реле и запускается вентилятор или масляный насос для принудительного охлаждения; когда температура падает, автоматически замыкается система охлаждения.

3. Функция сигнализации: когда температура превышает установленное значение "тревоги", на выходе появляется сигнал переключения, звуковые и световые подсказки, уведомляющие оператора о необходимости обратить внимание.

4. Защита от отключения при перегреве: когда температура достигает предела, при котором оборудование может выдержать значение "отключения", на выходе появляется решающий коммутационный сигнал, напрямую отключающий питание трансформатора, что обеспечивает реализацию самого высокого уровня защиты.

5. Связь и дистанционная передача: обычно оснащены RS485 и другими коммуникационными интерфейсами, могут передавать все температурные данные и состояние оборудования в систему фонового мониторинга, для достижения дистанционного мониторинга и без присмотра.

Часто задаваемые вопросы (FAQ)

Вопрос: Почему приборы для измерения температуры имеют две разные температурные точки для "тревоги" и "срабатывания"?
О: Это необходимо для ступенчатой защиты и превентивного управления. Нижняя точка температуры "тревоги" служит ранним предупреждением, подсказывая оператору, что температура трансформатора высока и необходимо проверить нагрузку или систему охлаждения на предмет нормального состояния, что дает возможность ручного вмешательства. Более высокая температурная точка "отключения" является последней линией защиты, указывая на то, что температура достигла опасного предела, и необходимо немедленно отключить питание, чтобы предотвратить серьезные аварии, такие как перегорание оборудования.

Вопрос: Какова обычная разница между температурой обмотки и температурой верхнего слоя масла?
О: Эта разница называется "повышение температуры обмоток и масла", она не является фиксированной величиной, а изменяется в зависимости от нагрузки трансформатора. Чем больше нагрузка, тем больше ток проходит через обмотки, тем больше тепла выделяется, и тем больше эта разница температур. При полной нагрузке эта разница может достигать 20-30 градусов Цельсия или даже выше, в зависимости от конструкции и способа охлаждения трансформатора.

В: Чем флуоресцентные волоконно-оптические приборы для измерения температуры превосходят традиционные методы?
О: Основное преимущество заключается в трех моментах: во-первых, "прямой", он непосредственно контактирует с обмоткой, измеряется реальная температура горячей точки, а не аналоговые значения; во-вторых, "точный", высокая точность измерения, быстрая скорость реакции; в-третьих, "безопасный". В-третьих, это "безопасно", оптическое волокно само по себе является изолятором, полностью свободным от вмешательства высокого напряжения и сильных электромагнитных полей, что в корне исключает возможность внесения электрических рисков из-за измерения температуры.

В: Можно ли добавить устройство для измерения температуры к моему старому трансформатору?
О: Для сухих трансформаторов очень сложно провести модернизацию на более позднем этапе, если датчики не были предварительно встроены во время производства. Для масляных трансформаторов легко дооснастить или заменить традиционный термостат, который измеряет температуру верхнего слоя масла и имитирует температуру обмоток. Однако, чтобы добиться оптоволоконного измерения температуры, необходимо вернуться на завод для капитального ремонта или изготовления предварительно вмонтированных оптоволоконных датчиков, которые не могут быть дооснащены в полевых условиях на внутреннюю обмотку.