Дистанционная передача уровня масла в главном трансформаторе Функция измерителя уровня масла в трансформаторе Технические требования

I. Основные компоненты

1. Датчик уровня масла (полевой блок сбора данных)
   Устанавливается на трансформаторном баке или шкафу для хранения масла и является основным средством сбора сигналов:
   • Поплавковые датчикиПоплавок используется для повышения и понижения уровня масла, чтобы привести в движение механическую структуру (например, магнит), вызывая срабатывание геркона или элемента Холла для вывода коммутируемой величины (сигнализация высокого и низкого уровня масла) или аналоговой величины (непрерывный уровень масла 4-20 мА).
   • Емкостные датчикиБлагодаря разнице диэлектрической проницаемости масла и газа, изменение уровня масла преобразуется в изменение значения емкости, которое преобразуется в стандартный электрический сигнал с помощью цепи, адаптирующейся к высокой температуре и сильной электромагнитной среде с высокой точностью.
   • Ультразвуковые датчики: Бесконтактное измерение уровня масла путем передачи ультразвуковых волн и приема отраженных волн от уровня жидкости. Подходит для ситуаций, когда установка контактного датчика нецелесообразна.
2. блок передачи сигнала
   • Средство передачи: в основном используетсяЭкранированные кабели(защита от электромагнитных помех), или преобразуются в цифровые сигналы (RS485, Ethernet) для передачи через измерительные и управляющие устройства (например, интеллектуальные терминалы) в корпусе трансформатора.
   • Тип сигнала:
     • Аналоговый: 4-20 мА (основной, с возможностью защиты от помех, соответствует уровню масла 0-100%);
     • Количество переключателей: 2-3 группы (соответствующие низкому уровню масла, нормальному уровню масла, высокому уровню масла/сигнализации перелива);
     • Цифровой: передача данных по протоколам Modbus, IEC 61850 и другим протоколам, поддержка удаленной конфигурации и калибровки.
3. Блок удаленного мониторинга
   Получите переданный сигнал и реализуйте его:
   • Отображение в реальном времени: отображение уровня масла в виде цифрового значения, гистограммы или аналогового циферблата в интерфейсе мониторинга;
   • Связь с сигнализацией: когда уровень масла превышает предел (недостаток масла на низком уровне, перелив масла на высоком уровне), срабатывает звуковая и визуальная сигнализация, ведение журнала и даже связь с логикой защиты трансформатора (например, низкий уровень масла блокирует регулирование напряжения);
   • Историческая прослеживаемость: хранит данные об уровне масла и поддерживает анализ тенденций (например, для определения медленной утечки масла).

II. Основные технические требования

1. экологическая адаптация
   Датчики должны выдерживать высокую температуру работы трансформатора (обычно - 30 ℃ ~ 100 ℃), сильные электромагнитные помехи (утечка трансформатора), а также взрывозащищенность, устойчивость к коррозии масла (нержавеющая сталь, фторкаучук и другие материалы).
2. Точность измерения
   Погрешность обычно должна составлять ≤±1% (полная шкала), чтобы избежать ложных срабатываний или пропущенных тревог (например, незначительная утечка не может быть распознана) из-за недостаточной точности.
3. Резервирование и надежность
   • Критически важные трансформаторы могут быть спроектированы с резервированием по принципу "двойного датчика", чтобы избежать единой точки отказа;
   • Сигнальные кабели необходимо прокладывать отдельно, вдали от высоковольтных кабелей, чтобы уменьшить искажения сигнала, вызванные электромагнитными помехами.
4. температурная компенсация
   Изменение объема трансформаторного масла с температурой может привести к "ложному уровню масла" (например, при повышении температуры масла уровень масла кажется повышенным), часть датчика встроена в функцию температурной компенсации, через сигнал температуры масла для коррекции значения измерения уровня масла, чтобы гарантировать, что данные являются истинными.

III. Общие проблемы и лечение

IV. Последствия применения

• защита безопасностиКонтроль в режиме реального времени за нехваткой масла (что приводит к разрушению изоляции/теплоотвода), разливами масла (что приводит к пожароопасности) и своевременное включение аварийной сигнализации;
• Оптимизация операций: Сокращение частоты ручных проверок и прогнозирование аномальных тенденций уровня масла (например, хронических утечек) на основе исторических данных;
• Адаптация без присмотра: Обеспечение поддержки ключевых данных состояния для режима необслуживаемой подстанции в соответствии с потребностями развития интеллектуальных сетей.

Как выбрать правильное решение по телеметрии уровня масла для вашего главного трансформатора?

Во-первых, сначала выясните параметры сердечника трансформатора (базовая предпосылка)

1. Мощность трансформатора и уровень напряжения
   • Трансформаторы большой мощности (≥110 кВ) или важные подстанции (например, главные трансформаторы на узловых подстанциях): требуется и рекомендуется повышенная надежность.Конструкция с двойным резервированием датчиков(например, основной и резервный емкостные датчики), чтобы избежать единой точки отказа, которая может привести к сбою мониторинга;
   • Малые и средние мощности (35 кВ и ниже) или распределительные трансформаторы: решение можно упростить, выбрав один датчик (например, поплавкового типа), чтобы снизить затраты.
2. Тип масляного консерванта
   Конструкция расширителя определяет способ установки датчиков, который должен быть точно подобран:

   Тип масляного консерванта	Структурные характеристики	Рекомендуемые типы датчиков	предостережение
   Открытая консервация	Прямой контакт с атмосферой делает его восприимчивым к загрязняющим веществам/парам.	Поплавковый тип (с уплотнительной конструкцией), конденсаторный тип	Датчики необходимо регулярно проверять на устойчивость к загрязнениям
   Шкафы для хранения масла в капсулах/диафрагмах	Нефть изолирована от атмосферы и имеет внутреннюю эластичную капсулу	Емкостной (бесконтактный), ультразвуковой тип	Избегайте прямого трения между датчиком и капсулой во избежание поломки
   Гофрированный расширитель	Металлический сильфон втягивается для регулировки уровня масла	Емкостные (боковое крепление), магнитострикционные	Датчик должен быть адаптирован к ходу расширения и сжатия сильфона.

II. Соответствие условиям окружающей среды на участке (основные ограничения)

1. диапазон температур
   • Холодные регионы (например, северо-восток, северо-запад): выбирайте датчики, устойчивые к низким температурам (рабочая температура ≥ -40 ℃), чтобы избежать заклинивания датчиков поплавкового типа из-за обледенения при низких температурах;
   • Высокотемпературная среда (например, на открытом воздухе на юге, закрытый завод): выбирайте емкостной или ультразвуковой тип с термостойкостью ≥120℃, чтобы избежать высокотемпературного старения пластиковых деталей.
2. интенсивность электромагнитных помех (EMI)
   Магнитные утечки из корпуса трансформатора и электромагнитное излучение от высоковольтных кабелей могут повлиять на передачу сигнала и должны быть устранены:
   • Датчики: предпочтительноемкостной(высокая устойчивость к электромагнитным помехам), избегайте выбора поплавков с элементами Холла (чувствительными к помехам магнитного поля);
   • Трансмиссионный кабель: должен бытьЭкранированная витая пара(например, типа RVVP), и независимая прокладка (вдали от высоковольтных кабелей 10 кВ и выше), оба конца хорошо заземлены (сопротивление заземления ≤ 4Ω).
3. Требования к защите от загрязнения и взрывозащите
   • Наружные загрязненные участки (например, промышленные зоны, побережья): необходимо выбрать корпус датчика.IP65 и выше(пыленепроницаемый, защищающий от дождя), материал - приоритетная нержавеющая сталь (устойчивая к коррозии);
   • Взрывобезопасные среды (например, химические подстанции): необходимо использоватьКласс взрывозащиты Ex d IIB T4 и вышедатчика, чтобы избежать опасности, связанной с электрическими искрами.

III. Определение функциональных требований, требований к эксплуатации и техническому обслуживанию (основные цели)

1. Требования к точности измерений
   • Прецизионный мониторинг (например, поддержание состояния главного трансформатора): выборЕмкостные или магнитострикционные(погрешность ≤ ±0,5% FS), поддерживает непрерывный контроль уровня масла для анализа тенденций;
   • Базовая сигнализация (только высокий и низкий уровень масла): выбираетсяfloat(Погрешность ≤±2% FS), низкая стоимость, для удовлетворения спроса на переключение сигнализации может быть.
2. Передача сигнала и совместимость
   Необходимо согласование с системой удаленного мониторинга (например, SCADA, бэк-офис), чтобы избежать проблемы "несовместимости сигналов":
   • Обычные подстанции (аналоговые): выборАналоговый выход 4-20 мАДатчики подключаются непосредственно к ПЛК или RTU;
   • Интеллектуальные подстанции (на основе оцифровки): выберите поддержкуПротоколы IEC 61850/MODBUSЦифровые датчики подключаются к интеллектуальному терминалу через Ethernet или RS485 для обеспечения совместимости данных.
3. Требования к сигнализации и связям
   • Основные требования: поддержка не менее 2 комплектов коммутационных выходов для "Сигнализации низкого уровня масла" (нехватка масла) и "Сигнализации высокого уровня масла" (перелив масла);
   • Расширенные требования: необходимо поддерживатьСигнализация внезапного изменения уровня масла(например, быстрое падение уровня масла за короткий промежуток времени расценивается как утечка масла) и логика защиты связи (например, низкий уровень масла блокирует регулирование напряжения на нагрузке).
4. Функция температурной компенсации
   Трансформаторное масло из-за изменения температуры будет производить "ложный уровень масла" (температура масла увеличивается → объем масла расширяется → уровень масла ложно высокий), необходимо проверить, является ли датчик сВстроенная температурная компенсация::
   • На открытом воздухе или в условиях большой разницы температур (разница между дневной и ночной температурой ≥ 20°C): для получения достоверных данных об уровне масла необходимо выбирать датчики с температурной компенсацией (например, емкостные + PT100 для сбора данных о температуре);
   • Внутренняя среда с постоянной температурой: может быть упрощена без принудительной температурной компенсации.

IV. Баланс между надежностью и стоимостью (экономическая целесообразность)

1. Первоначальные инвестиции в сравнении с затратами на эксплуатацию и техническое обслуживание

   Тип программы	Первоначальная стоимость	Сложность эксплуатации и обслуживания	Применимые сценарии
   Поплавковый тип (переключение)	опускать (голову)	Средний (требует регулярного осмотра механических компонентов)	Малая и средняя производительность, базовые требования к оповещению
   Емкостной (аналоговый)	середина	Низкая (без механического износа)	Большая емкость, точный контроль, сильная электромагнитная обстановка
   Ультразвуковой (цифровой)	ваш (почетный)	Низкий (бесконтактное измерение)	Специальная структура расширителя (например, гофрированная), взрывобезопасная среда

2. Компромиссы при проектировании избыточности
   • Некритичные подстанции (например, распределительные терминалы): один датчик + запасной кабель, резервирование не требуется;
   • Критически важные подстанции (например, узловые станции, главные трансформаторы электростанций): должны иметь двойной датчик (независимое питание, независимая передача) и разделяться на различные измерительные и управляющие устройства, чтобы обеспечить "одно резервирование, одно использование".

V. Проверка соответствия и совместимости (окончательные гарантии)

1. Соответствие стандартам: Выбирайте изделия, соответствующие отраслевым стандартам, например "DL/T 1502-2016 Technical Conditions for Transformer Oil Level Monitoring Devices", чтобы избежать нестандартных изделий, которые не могут быть подключены к системе мониторинга питания;
2. совместимость интерфейсовУбедитесь, что источник питания датчика (обычно DC24V) и сигнальный интерфейс (например, клемма 4-20 мА, интерфейс RS485) совместимы с измерительным и управляющим устройством на месте установки, чтобы избежать переделки из-за "несовпадения интерфейсов";
3. Услуги производителейПриоритет отдается производителям, которые зарекомендовали себя в энергетической отрасли, обеспечивают ввод в эксплуатацию на месте (например, калибровку уровня масла) и послепродажную защиту (например, гарантию 1 год), чтобы снизить риск эксплуатации и обслуживания на более позднем этапе.

Реферат: Процесс принятия решения о выборе

1. Подтвердите параметры трансформатора (мощность, тип расширителя) → 2. Оцените условия эксплуатации (температура, электромагнитные, взрывобезопасные) → 3. Определите функциональные требования (точность, передача, сигнализация) → 4. Сбалансируйте стоимость и надежность → 5. Проверьте соответствие и совместимость.