Контроль температуры сухих и масляных трансформаторов

I. Контроль температуры сухих трансформаторов

1. Основные места мониторинга

• Температура намотки: Обмотки сухого трансформатора являются основным источником тепла (тепло, выделяемое потерями в меди или алюминии), а изоляция обмоток напрямую зависит от температуры, поэтому они находятся в центре внимания при мониторинге.
• Температура ядра: Сердечник нагревается из-за потерь на гистерезис и вихревых токов, и его температура обычно немного ниже температуры обмоток, но в нештатных ситуациях (например, когда сердечник заземлен в нескольких точках) он может перегреваться, и тогда требуется дополнительный контроль.
• температура окружающей среды: Сухие трансформаторы используют воздушное охлаждение, температура окружающей среды напрямую влияет на эффективность охлаждения (например, высокая температура окружающей среды приведет к повышению температуры обмоток), поэтому их необходимо использовать в качестве эталонного показателя.

2. методология мониторинга

• Прямое измерение (рекомендуется)::
  На момент изготовления намоткиПлатиновые датчики сопротивления (Pt100) Предварительно вмонтированный в обмотку внутри (обычно трехфазная обмотка горячей точки место), прямой сбор реальной температуры обмотки. pt100 высокая точность (погрешность ± 0,1 ℃), сильная стабильность, является первым выбором для мониторинга температуры сухих трансформаторов типа.
• Косвенный мониторинг::
  Для трансформаторов сухого типа без предварительно установленных датчиковинфракрасный термометрБесконтактное измерение температуры поверхности обмотки (следует учитывать, что температура поверхности ниже температуры внутренней горячей точки, с погрешностью около 5-10°C), или оценка с помощью "температура окружающей среды + расчетное повышение температуры тока обмотки" (менее точно, только для временного мониторинга).

3. Температурные пределы (основные показатели безопасности)

Примечание: "Предел повышения температуры" относится к разнице между температурой обмотки и температурой окружающей среды (температура окружающей среды основана на 40°C), превышение предела ускорит старение изоляции.

4. Системы мониторинга и функции защиты

• Терморегулятор получает сигнал от Pt100, отображает температуру обмотки в реальном времени и имеет встроенную логику защиты:
  • Сигнализация перегрева: когда температура достигает "порога тревоги" (например, уровень F установлен на 130°C), включается звуковая и визуальная сигнализация, побуждающая обслуживающий персонал к проверке;
  • Отключение при перегреве: когда температура достигает "порога отключения" (например, класс F установлен на 150℃), выдается сигнал отключения, который отключает питание трансформатора, чтобы избежать возгорания изоляции.
• В случае сухих трансформаторов с принудительным воздушным охлаждением терморегулятор также автоматически запускается и останавливается в зависимости от температуры.Охлаждающие вентиляторы(например, запускается, когда температура превышает 100°C, и останавливается, когда она опускается ниже 80°C) для улучшения теплоотвода.

5. Мониторинг пунктов технического обслуживания

• Периодическая калибровка датчика Pt100 (1 раз в год) обеспечивает точность измерений;
• Убедитесь, что контакт между датчиком и обмоткой плотный (ослабление контакта приведет к низкому значению измерения);
• Очистите поверхности обмотки (скопление пыли может затруднить теплоотвод и привести к ложному повышению температуры);
• Проверьте функции сигнализации и отключения терморегулятора (проверяются аналоговыми сигналами).

II. Контроль температуры масляных трансформаторов

1. Основные места мониторинга

• Температура верхнего слоя масла: Изоляционное масло нагревается восходящей конвекцией, температура верхнего слоя масла является самой высокой температурой в масле, непосредственно отражающей общее состояние теплоотдачи трансформатора, и является наиболее критичной точкой контроля.
• Температура горячей точки обмотки: Максимальная температура внутри обмоток (на 5-15°C выше температуры верхнего слоя масла, в зависимости от метода охлаждения) напрямую влияет на старение изоляции (предельная температура горячей точки для изоляционной бумаги трансформатора, погруженной в масло, составляет 105°C).
• температура масла на дне: Для определения нормальной циркуляции масла (обычно разница температур между верхним и нижним слоями составляет около 10-20°C, слишком маленькая разница температур может свидетельствовать о нарушении циркуляции).

2. методология мониторинга

• Измерение температуры масла::
  Установка в верхней части бака (на 10-20 см ниже верхнего уровня масла)датчик температурыК распространенным типам относятся:
  • Расширительный термометр (ртутный/спиртовой, прямое показание, для мониторинга на месте);
  • Платиновое сопротивление (Pt100) или термопара (для дистанционной передачи данных в систему мониторинга, точность ±0,5°C).
• Расчет температуры горячей точки обмотки::
  Если прямое измерение невозможно, температура рассчитывается косвенно по формуле "температура верхнего слоя масла + дополнительное повышение температуры тока обмотки":
  Температура горячей точки обмотки = температура верхнего слоя масла + (повышение температуры горячей точки при номинальном токе) x (фактический ток / номинальный ток)²
  (Примечание: повышение температуры в горячей точке при номинальном токе обычно составляет 10-15°C, согласно данным производителя).

3. Температурные пределы (основные показатели безопасности)

• Температура верхнего слоя масла: Не более 85℃ во время нормальной работы (температура горячей точки обмотки составляет около 95-100℃ в это время), и не более 95℃ в течение короткого периода времени (температура горячей точки составляет ≤105℃);
• Температура горячей точки обмотки: Максимально допустимая температура 105°C (при превышении этой температуры старение изоляционной бумаги резко ускоряется и срок службы значительно сокращается);
• температура окружающей среды: 40°C (при температуре выше 40°C уменьшите нагрузку, чтобы ограничить температуру масла).

4. Системы мониторинга и функции защиты

• Регулятор температуры масла: Контролируйте температуру масла и устанавливайте два уровня защиты:
  • Сигнал тревоги: Сигнал тревоги, когда температура масла достигает 80℃ (указывает на то, что теплоотвод может быть недостаточным);
  • Срабатывание: срабатывает, когда температура масла достигает 90℃ (не допускайте превышения температуры горячей точки более 105℃).
• Аналоговый регулятор температуры обмотки: Сбор тока обмотки через трансформатор тока, вычисление температуры горячей точки обмотки путем объединения с температурой верхнего слоя масла и обеспечение функции сигнализации и отключения, аналогичной контроллеру температуры масла (ближе к реальному состоянию обмотки).
• Трансформаторы с принудительной циркуляцией масла также требуют контроля рабочего состояния масляного насоса и вентилятора радиатора (отказ может привести к резкому повышению температуры масла).

5. Мониторинг пунктов технического обслуживания

• Периодически проверяйте датчик температуры масла на наличие утечек масла (датчики, погруженные в масло, могут протекать из-за нарушения уплотнения);
• Калибруйте устройство для измерения температуры (раз в год), чтобы погрешность измерения температуры верхнего слоя масла составляла ≤ 2°C;
• Проверьте уровень масла (низкий уровень масла уменьшает площадь рассеивания тепла, что приводит к повышению температуры масла) и качество масла (ухудшение качества масла снижает эффективность рассеивания тепла);
• Проверьте работу системы охлаждения (масляный насос, вентилятор) (например, автоматический запуск при достижении температуры масла 60°C).

В-третьих, основное различие между мониторингом температуры сухих и масляных трансформаторов

резюме