5 решений для контроля температуры сухих трансформаторов

Причины неисправностей нагрева сухих трансформаторов и основные точки контроля

Срок службы изоляции сухих трансформаторов, являющихся центральным узлом распределительной системы, напрямую зависит от рабочей температуры (при повышении температуры на каждые 6°C срок службы изоляции сокращается вдвое). При длительной эксплуатацииПотери в железе (гистерезис и потери на вихревые токи)ответить пениемПотери в меди (потери сопротивления)является основным источником тепла. Кроме того, нелинейные нагрузки генерируютвысшая гармоникаЭто приведет к скин-эффекту и значительному увеличению нагрева обмотки. При плохом отводе тепла или длительной перегрузке это приведет к старению изоляции из эпоксидной смолы, растрескиванию и даже к короткому замыканию между витками и пробою.

Для обеспечения безопасной работы трансформатора необходимо точно контролировать следующие основные области:

• Обмотка низкого напряжения (НН):Большие токи являются основным компонентом, выделяющим тепло, и обычно контролируется температура самой горячей точки.
• Высоковольтная обмотка (HV):Высокие уровни напряжения, которые традиционным датчикам трудно измерить при непосредственном контакте, представляют собой сложную область для мониторинга.
• Железное ядро:Предотвращает локальный перегрев благодаря многоточечному заземлению.
• Соединения шин:Разъемы высоковольтных и низковольтных проводов подвержены нагреву из-за чрезмерного сопротивления контактов, вызванного ослаблением.

• Лучшее рекомендуемое решение: флуоресцентная волоконно-оптическая технология измерения температуры

1. флуоресцентная волоконно-оптическая технология измерения температуры (настоятельно рекомендуется)

Для сухих трансформаторов с высоким напряжением и сильным магнитным полем измерение температуры с помощью флуоресцентного оптического волокна является единственной технологией, позволяющей проводить “прямое измерение температуры высоковольтных обмоток”.

Технологическое преимущество:Волоконно-оптический зонд обладает чрезвычайно высокой изоляцией и устойчивостью к электромагнитным помехам. Его можно предварительно закапывать или устанавливать непосредственно на поверхности высоковольтной обмотки (ВН) и внутри воздуховода, не заботясь о расстоянии ползучести и пробое изоляции. По сравнению с традиционными методами, он может более реалистично фиксировать “самую горячую точку” внутри обмотки, а на данные не влияют потоки утечки трансформатора, при этом дрейф при длительной эксплуатации сводится к нулю.

2. Обычное измерение температуры с помощью PT100/PT1000 RTD

Это стандартное заводское решение для сухих трансформаторов, которое обычно предварительно встраивается внутрь низковольтных обмоток.

Технические характеристики:Технология уже отработана, а стоимость низкая. Однако его датчик представляет собой металлический проводник, существует опасность изоляции в высоковольтных средах, и обычно он может контролировать температуру только низковольтной стороны. Кроме того, при запуске трансформатора или коротком замыкании сильные электромагнитные помехи могут привести к искажению сигнала PT100 или ложной тревоге, а после повреждения предварительно вмонтированного датчика его крайне сложно заменить.

3. технология инфракрасного тепловизионного мониторинга

Бесконтактное сканирование поверхности трансформатора с помощью инфракрасной тепловизионной камеры.

Технические характеристики:Идеально подходит для контроля температуры открытых выводов трансформатора, соединений шин и корпуса. Его ограничение заключается в том, что он не может проникнуть через слой заливки эпоксидной смолы, поэтому он не может измерить реальную температуру горячей точки внутри обмотки. Только как вспомогательное средство контроля, не может заменить измерение внутренней температуры.

4. Беспроводная технология пассивного измерения температуры (RFID/SAW)

Передача данных о температуре с помощью радиочастотных сигналов, датчик устанавливается на клеммной колодке или на поверхности.

Технические характеристики:Он решает проблему неудобной проводки и подходит для преобразования внешней точки подключения старого трансформатора. Однако, поскольку трансформатор сам по себе является огромным источником электромагнитных помех, беспроводной сигнал очень легко экранируется или подвергается помехам, что приводит к нестабильной передаче данных. Да и сам датчик имеет большие размеры, его невозможно установить в узкой обмотке воздушного тракта.

5. Технология измерения температуры с помощью волоконно-оптической решетки (FBG)

Температура измеряется по изменению длины волны света и обладает изоляционными свойствами оптического волокна.

Технические характеристики:Несмотря на устойчивость к электромагнитным помехам, решетчатые датчики чрезвычайно чувствительны к нагрузкам. Присущая трансформаторам механическая вибрация (50 Гц/100 Гц) может легко вызвать смещение длины волны решетки, что приведет к ошибкам измерения. Кроме того, волоконно-оптические решетки хрупки и склонны к разрушению в сложных условиях установки трансформатора.

Сравнение эффективности 5 схем мониторинга сухих трансформаторов

Заключение и рекомендации по выбору

Для сухих трансформаторов, особенно для уровней напряжения 35 кВ и выше, а также для центров обработки данных и железнодорожных объектов, где надежность электроснабжения очень важна.Флуоресцентная волоконно-оптическая термометрияЭто лучшее решение для замены традиционного PT100. Он не только решает проблему, связанную с невозможностью прямого измерения температуры со стороны высокого напряжения, но и обеспечивает точность данных в условиях сильной электромагнитной обстановки.

Для получения индивидуальных решений по оптоволоконному измерению температуры для сухих трансформаторов, пожалуйста, обратитесь к специалистам: Fuzhou InnoTech.