Десять лучших датчиков для контроля температуры трансформатора
发布时间：1 августа 2025 17:43:55
Трансформатор в энергосистеме выполняет функции преобразования напряжения, распределения электроэнергии и другие ключевые задачи, его рабочая температура напрямую связана со сроком службы оборудования и стабильностью электроснабжения. Для того чтобы точно контролировать температуру трансформатора, появились различные передовые датчики, ниже приведены десять ключевых датчиков в области мониторинга температуры трансформатора:
- Платиновые датчики RTD (PT100): Как чрезвычайно универсальный датчик температуры, PT100 использует преимущества температурно-зависимого сопротивления платиновых металлов. Его сопротивление составляет 100 Ом при 0 °C и очень линейно зависит от температуры в широком диапазоне температур от - 200 °C до 850 °C. Датчик PT100 имеет точность ±0,1 °C при контроле температуры обмоток трансформатора. При мониторинге температуры обмоток трансформатора, точность датчика PT100 ± 0,1 ℃, может точно фиксировать изменения температуры обмоток, для оценки рабочего состояния оборудования, чтобы обеспечить надежные данные. Например, в больших силовых трансформаторах Термостат с сухим трансформаторомСекция отслеживает тенденции старения изоляции в течение длительного периода времени в различных условиях, эффективно предотвращая тепловые разрушения.
- Термопарные датчикиНа основе эффекта Зеебека два различных металлических проводника образуют замкнутый контур, в котором возникает термопотенциал, когда температуры на двух концах различны, а величина термопотенциала зависит от разницы температур. Датчики термопар чрезвычайно быстро реагируют, обычно в миллисекундном диапазоне, и способны быстро почувствовать внезапные изменения температуры в трансформаторе. Диапазон измерений еще шире - от - 270°C до 2800°C, что подходит для измерения температуры обмоток, сердечников и других высокотемпературных частей трансформатора. Термопары типа K более распространены в общем контроле температуры трансформатора из-за их высокой экономичности, в то время как термопары типа S и B используются для измерения температуры ключевых частей сверхвысоковольтных и мощных трансформаторов благодаря их высокой точности и устойчивости к высоким температурам.
- Флуоресцентные волоконно-оптические датчики температурыИзмерение температуры достигается за счет использования температурной чувствительности флуоресцентных материалов. При облучении флуоресцентного материала светом возбуждения определенной длины волны излучаемая флуоресценция изменяет скорость своего затухания (время жизни флуоресценции) в ответ на изменение температуры, и значение температуры может быть рассчитано путем обнаружения изменения времени жизни флуоресценции. Диапазон измерений составляет от - 40°C до 260°C с точностью ±0,5°C. Датчик чрезвычайно устойчив к электростатическому разряду. Датчик обладает высокой устойчивостью к электромагнитным помехам, на процесс передачи сигнала не влияют сильные электрические и магнитные поля, а само оптическое волокно имеет отличную изоляцию, может быть непосредственно имплантировано внутрь обмотки высоковольтного трансформатора. В трансформаторах сверхвысокого напряжения 500 кВ и выше он может точно контролировать температуру горячей точки обмотки, и даже в сильной электромагнитной обстановке, создаваемой во время работы трансформатора, он может сохранять стабильную производительность измерений, предоставляя точные данные для оценки состояния старения изоляции обмотки.
- Распределенная волоконно-оптическая система измерения температуры: Измерение температурного поля, распределенного вдоль оптического волокна, путем передачи световых импульсов в волокно и использования температурных характеристик обратно рассеянного света в волокне. Пространственное разрешение составляет до 1 м, а точность измерения температуры - ±1℃. Этот датчик может осуществлять всесторонний непрерывный мониторинг температуры обмоток трансформатора, масляных каналов и т.д., а также своевременно обнаруживать локальные угрозы перегрева. В больших масляных трансформаторах распределенная волоконно-оптическая система измерения температуры может быть расположена вдоль осевых и радиальных витков обмотки, в реальном времени может контролировать распределение температуры по всей обмотке, по сравнению с точечными датчиками, может более полно отражать состояние внутренней температуры трансформатора, и эффективно предотвращать сбои, вызванные локальным перегревом.
- Беспроводные датчики температурыДанные о температуре передаются по беспроводной связи (например, LoRa, Bluetooth, ZigBee и т. д.), что устраняет необходимость в кабелях и делает установку и обслуживание чрезвычайно простыми. Срок службы батареи обычно составляет более 5 лет, что снижает необходимость частой замены батареи. В сценарии мониторинга температуры трансформатора, он может быть установлен на высоковольтной стороне трансформатора, низковольтной стороне контактов, шинных соединений и других частей, которые не легко подключить, в режиме реального времени мониторинг этих ключевых частей температуры. Например, в открытых трансформаторах коробчатого типа беспроводные датчики температуры могут быть легко установлены в различных точках мониторинга, а данные о температуре могут быть переданы на приемный терминал с помощью беспроводных сигналов для достижения удаленного мониторинга температуры.
- Инфракрасные датчики температуры: Основан на принципе, что все объекты излучают инфракрасное излучение наружу и что интенсивность излучения зависит от температуры. Может бесконтактно измерять температуру поверхности трансформатора, быстро получить доступ к большой площади изображения распределения температуры. Время отклика короткое, как правило, в пределах десятков миллисекунд, может быстро обнаружить температурную аномалию. Обычно используется в трансформаторе ежедневного осмотра, эксплуатации и технического персонала с помощью портативного инфракрасного термометра, удаленный может быть на бак трансформатора, втулки, кабельные соединения и другие части измерения температуры, своевременное обнаружение перегрева скрытой опасности. На подстанции крупномасштабного мониторинга трансформаторов, также могут быть установлены стационарные инфракрасные камеры, более одного трансформатора для 24-часового непрерывного мониторинга, через интеллектуальное программное обеспечение анализа, автоматического выявления температурных аномалий в оборудовании и выдачи ранних предупреждений.
- Терморезисторные датчикиТермисторы PTC делятся на термисторы с положительным температурным коэффициентом (PTC) и отрицательным температурным коэффициентом (NTC), у которых значение сопротивления резко возрастает с увеличением температуры в определенном температурном диапазоне, и термисторы NTC, у которых наоборот: значение сопротивления уменьшается с увеличением температуры. При контроле температуры трансформатора термисторы имеют низкую стоимость и высокую чувствительность. Например, в некоторых небольших сухих трансформаторах терморезисторы PTC часто используются в качестве элементов температурной защиты, когда температура превышает установленный порог, значение сопротивления резко меняется, срабатывает схема защиты, отключая питание и предотвращая повреждение трансформатора от перегрева.
- ртутный термометр: Классический контактный прибор для измерения температуры, использующий принцип теплового расширения и сжатия ртути для измерения температуры. Простая структура, низкая стоимость, интуитивно понятные показания. Но точность измерения относительно низкая, как правило, в ± 1 ℃ или около того, и скорость реакции медленная. В некоторых случаях требования к точности измерения температуры не высоки для небольших трансформаторов или в качестве вспомогательного средства измерения температуры, есть еще приложения. Однако из-за токсичности ртути и необходимости соблюдать строгие нормы безопасности при ее использовании и обращении с ней, ее применение сегодня постепенно сокращается.
- термометр давления: Состоит из температурного пакета, капиллярной трубки и индикаторной головки, которые заполнены термочувствительной средой (например, газом, жидкостью или паром). При изменении температуры объем среды в пакете расширяется или сжимается, и изменение давления передается на индикаторную головку через капиллярную трубку, тем самым показывая значение температуры. Диапазон измерения широк, до - 80 ℃ до 400 ℃, и легко наблюдать за показаниями. В больших масляных трансформаторах, термометр давления часто используется в качестве устройства для отображения температуры на месте, устанавливается на стене бака трансформатора, эксплуатационный и обслуживающий персонал может непосредственно читать температуру масла. Он обладает хорошими антивибрационными характеристиками, подходит для работы в условиях вибрации при эксплуатации трансформатора.
- Полупроводниковые датчики температуры: Основан на принципе изменения электрических характеристик полупроводников с температурой, например, прямое напряжение PN-перехода отрицательно коррелирует с температурой. Он обладает такими преимуществами, как высокая чувствительность, хорошая линейность, малый размер и быстрая скорость реакции. В системе мониторинга температуры трансформатора он может использоваться в случаях с высокими требованиями к точности измерения температуры и скорости отклика, например, для контроля температуры в системе охлаждения трансформатора. Благодаря точному измерению температуры масла или температуры обмоток, своевременной регулировке скорости вращения вентилятора охлаждения или потока масляного насоса, достигается эффективный отвод тепла, обеспечивается стабильная работа трансформатора.
