Các phương pháp giám sát nhiệt độ máy biến áp

Có một số phương pháp phổ biến sau đây để giám sát nhiệt độ máy biến áp:

Giám sát nhiệt độ dầu

Nhiệt kế dầu: Thường được lắp đặt trên đỉnh bể chứa dầu của máy biến áp, dùng để đo nhiệt độ lớp dầu phía trên cùng của bể, có chức năng hiển thị tại chỗ và truyền tín hiệu từ xa. Ví dụ như nhiệt kế thủy tinh có tiếp điểm điện, hoạt động dựa trên sự thay đổi nhiệt độ của bộ cảm biến làm dịch chuyển kim chỉ thị nhiệt độ, đồng thời có thể cài đặt nhiệt độ báo động.
Cảm biến nhiệt độ chôn ngầm: Cảm biến nhiệt độ được lắp đặt trực tiếp dưới đáy bể chứa dầu biến áp hoặc bên trong cuộn dây, giúp phản ánh chính xác hơn nhiệt độ của cuộn dây hoặc dầu ở đáy bể, nhưng việc lắp đặt và bảo trì tương đối phức tạp.
Nhiệt kế sử dụng cảm biến nhiệt điện trở: Sử dụng đặc tính thay đổi điện trở theo nhiệt độ của cảm biến nhiệt điện trở để đo nhiệt độ dầu, có độ chính xác cao, thường được sử dụng trong các máy biến áp cỡ nhỏ.

Giám sát nhiệt độ cuộn dây

Đo nhiệt độ bằng sợi quang: Sử dụng cảm biến nhiệt độ sợi quang, chẳng hạn như cảm biến sợi quang huỳnh quang, được lắp đặt trực tiếp trong cuộn dây máy biến áp, giúp đo nhiệt độ tại các điểm nóng của cuộn dây một cách chính xác và theo thời gian thực. Phương pháp này có các ưu điểm như chống nhiễu điện từ, cách điện và chống ăn mòn, phù hợp với các môi trường khắc nghiệt như điện áp cao và dòng điện lớn, đồng thời cung cấp dữ liệu quan trọng đảm bảo hoạt động an toàn cho máy biến áp.
Phương pháp đo điện trở: Phương pháp này tính toán nhiệt độ bằng cách đo sự thay đổi điện trở của cuộn dây biến áp, dựa trên đặc tính điện trở của dây dẫn kim loại tăng lên khi nhiệt độ tăng. Cần phải đo chính xác các thông số như giá trị điện trở của cuộn dây và hệ số nhiệt độ điện trở ở dòng điện định mức.
Giám sát bằng hình ảnh nhiệt hồng ngoại: Sử dụng máy chụp ảnh nhiệt hồng ngoại để giám sát cuộn dây biến áp, giúp hiển thị trực quan sự phân bố nhiệt độ trên bề mặt cuộn dây và nhanh chóng phát hiện các vùng quá nhiệt; tuy nhiên, phương pháp này dễ bị ảnh hưởng bởi các yếu tố môi trường và không thể đo trực tiếp nhiệt độ bên trong.

Phương pháp mô hình toán học

Tính toán mô hình nhiệt: Dựa trên các thông số thiết kế của máy biến áp, chẳng hạn như tổn thất, lượng dầu, phương thức tản nhiệt, v.v., người ta thiết lập phương trình cân bằng nhiệt cùng các công thức tính toán sự tăng nhiệt độ dầu và sự tăng nhiệt độ cuộn dây, từ đó tính toán được nhiệt độ dầu ở lớp trên cùng và nhiệt độ điểm nóng của cuộn dây. Tuy nhiên, độ chính xác của phương pháp này bị ảnh hưởng bởi độ chính xác của các thông số và mức độ hoàn thiện của mô hình.
Mô hình phân tích phần tử hữu hạn kết hợp với mô hình phân thức hữu tỷ: Trước tiên, thu thập thông tin kỹ thuật và thiết kế của máy biến áp để xây dựng mô hình ba chiều; sau đó tiến hành phân tích phần tử hữu hạn để thu được mô hình kết hợp trường điện từ và trường nhiệt; tiếp theo, sử dụng mô hình phân thức hữu tỷ để thực hiện dự báo và đảo ngược cho mô hình này; cuối cùng, thiết lập mô hình giám sát nhiệt độ để xử lý dữ liệu vận hành và thu thập thông tin về nhiệt độ tại các điểm nóng.

Các phương pháp giám sát khác

Nhiệt kế áp suất: Loại nhiệt kế này đo nhiệt độ dựa trên nguyên lý thay đổi áp suất của chất lỏng hoặc khí nhạy nhiệt khi nhiệt độ thay đổi. Nó có các đặc điểm như dải đo nhiệt độ rộng, độ chính xác trung bình và cấu tạo đơn giản, nhưng khả năng chống rung động lại kém.
Miếng sáp chỉ thị nhiệt độ: Sử dụng đặc tính tan chảy của các miếng sáp có điểm nóng chảy khác nhau khi nhiệt độ tăng lên đến điểm nóng chảy, giúp chỉ thị trực quan xem nhiệt độ của máy biến áp có vượt quá một giá trị nhất định hay không. Phương pháp này có chi phí thấp và dễ sử dụng, nhưng chỉ có thể cảnh báo khi nhiệt độ vượt quá giới hạn, không thể đo nhiệt độ một cách chính xác.