5 giải pháp giám sát nhiệt độ máy biến áp khô

Nguyên nhân gây ra sự cố quá nhiệt ở máy biến áp khô và các điểm giám sát quan trọng

Biến áp khô, với vai trò là trung tâm của hệ thống phân phối điện, tuổi thọ cách điện của nó phụ thuộc trực tiếp vào nhiệt độ hoạt động (mỗi khi nhiệt độ tăng 6°C, tuổi thọ cách điện sẽ giảm một nửa). Trong quá trình vận hành lâu dài,Tổn thất sắt (tổn thất từ trễ và tổn thất dòng xoáy)和Mất mát do đồng (mất mát do điện trở)là nguồn nhiệt chính. Ngoài ra, tải phi tuyến tính tạo raHài bậc caoĐiều này sẽ gây ra hiệu ứng da, làm tăng đáng kể nhiệt độ của cuộn dây. Nếu tản nhiệt kém hoặc quá tải trong thời gian dài, sẽ dẫn đến hiện tượng lão hóa và nứt vỡ lớp cách điện epoxy, thậm chí gây ra chập mạch giữa các vòng dây và sự cố đứt cách điện.

Để đảm bảo máy biến áp hoạt động an toàn, cần phải tiến hành giám sát chính xác các bộ phận quan trọng sau đây:

• Cuộn dây điện áp thấp (LV):Dòng điện khá lớn, đây là bộ phận sinh nhiệt chính, thường được dùng để theo dõi nhiệt độ tại điểm nóng nhất.
• Cuộn dây cao áp (HV):Do mức điện áp cao, các cảm biến truyền thống khó có thể tiếp xúc trực tiếp để đo lường, đây là một thách thức trong việc giám sát.
• Lõi sắt:Ngăn ngừa hiện tượng quá nhiệt cục bộ do nối đất nhiều điểm.
• Điểm nối thanh cái:Đầu nối của dây dẫn cao áp và thấp áp dễ bị lỏng, dẫn đến điện trở tiếp xúc quá lớn và gây ra hiện tượng nóng lên.

• Giải pháp được khuyến nghị hàng đầu: Công nghệ đo nhiệt độ bằng sợi quang huỳnh quang

1. Công nghệ đo nhiệt độ bằng sợi quang huỳnh quang (Được khuyến nghị ưu tiên)

Trong điều kiện vận hành của máy biến áp khô với điện áp cao và từ trường mạnh, công nghệ đo nhiệt độ bằng sợi quang huỳnh quang hiện là công nghệ duy nhất có thể thực hiện “đo nhiệt độ trực tiếp tại cuộn dây cao áp”.

Lợi thế về công nghệ:Đầu dò sợi quang có khả năng cách điện và chống nhiễu điện từ cực cao. Thiết bị này có thể được chôn sẵn hoặc lắp đặt trực tiếp trên bề mặt cuộn dây cao áp (HV) cũng như bên trong ống dẫn gió, mà không cần lo ngại về khoảng cách rò điện hay hiện tượng đứt cách điện. So với các phương pháp truyền thống, thiết bị này có thể ghi nhận chính xác hơn “điểm nóng nhất” bên trong cuộn dây, đồng thời dữ liệu thu được không bị nhiễu bởi từ thông rò rỉ từ máy biến áp, đảm bảo không có sự sai lệch trong quá trình vận hành lâu dài.

2. Đo nhiệt độ bằng cảm biến nhiệt điện trở PT100/PT1000 truyền thống

Đây là phương án tiêu chuẩn hiện nay khi máy biến áp khô được xuất xưởng, thường được lắp đặt sẵn bên trong cuộn dây hạ áp.

Đặc điểm kỹ thuật:Công nghệ này đã đạt đến độ chín muồi và chi phí tương đối thấp. Tuy nhiên, do cảm biến được làm từ vật liệu dẫn điện kim loại, nên trong môi trường áp suất cao có nguy cơ rò rỉ điện, do đó thường chỉ có thể theo dõi nhiệt độ ở phía hạ áp. Ngoài ra, khi máy biến áp khởi động hoặc xảy ra sự cố ngắn mạch, nhiễu điện từ mạnh có thể gây méo tín hiệu PT100 hoặc báo động sai; hơn nữa, một khi cảm biến đã được lắp đặt sẵn bị hỏng, việc thay thế sẽ vô cùng khó khăn.

3. Công nghệ giám sát bằng hình ảnh nhiệt hồng ngoại

Sử dụng máy ảnh nhiệt hồng ngoại để quét bề mặt máy biến áp mà không cần tiếp xúc.

Đặc điểm kỹ thuật:Thiết bị này thích hợp để theo dõi nhiệt độ của các đầu nối dây hở, các điểm nối thanh dẫn và vỏ ngoài của máy biến áp. Hạn chế của thiết bị là không thể xuyên qua lớp nhựa epoxy đúc, do đó không thể đo được nhiệt độ thực tế tại các điểm nóng bên trong cuộn dây. Thiết bị chỉ được sử dụng như một phương tiện kiểm tra bổ trợ, không thể thay thế cho việc đo nhiệt độ bên trong.

4. Công nghệ đo nhiệt độ không dây thụ động (RFID/SAW)

Dữ liệu nhiệt độ được truyền qua tín hiệu tần số vô tuyến; cảm biến được lắp đặt trên thanh nối dây hoặc trên bề mặt.

Đặc điểm kỹ thuật:Giải pháp này đã khắc phục được vấn đề phức tạp về việc đi dây, rất phù hợp để cải tạo các điểm kết nối bên ngoài của các máy biến áp cũ. Tuy nhiên, do thân máy biến áp chính là nguồn nhiễu điện từ khổng lồ, tín hiệu không dây rất dễ bị che chắn hoặc nhiễu, dẫn đến việc truyền dữ liệu không ổn định. Hơn nữa, cảm biến có kích thước khá lớn nên không thể lắp đặt trong các khe hở hẹp của cuộn dây.

5. Công nghệ đo nhiệt độ bằng lưới quang học sợi quang (FBG)

Sử dụng sự thay đổi bước sóng ánh sáng để đo nhiệt độ, đồng thời tận dụng tính chất cách điện của sợi quang.

Đặc điểm kỹ thuật:Mặc dù có khả năng chống nhiễu điện từ, nhưng cảm biến lưới quang lại cực kỳ nhạy cảm với lực tác động. Trong quá trình vận hành, máy biến áp khô đi kèm với các dao động cơ học cố hữu (50Hz/100Hz), dễ dẫn đến hiện tượng lệch bước sóng của lưới quang, gây ra sai số đo lường. Ngoài ra, lưới quang sợi quang khá dễ vỡ, nên dễ bị đứt gãy trong môi trường lắp đặt phức tạp của máy biến áp.

So sánh hiệu suất của 5 phương án giám sát máy biến áp khô

Kết luận và khuyến nghị lựa chọn

Đối với máy biến áp khô, đặc biệt là ở các cấp điện áp từ 35 kV trở lên hoặc tại các trung tâm dữ liệu, cơ sở giao thông đường sắt có yêu cầu rất cao về độ tin cậy của nguồn điện,Công nghệ đo nhiệt độ bằng sợi quang huỳnh quangĐây là giải pháp nâng cấp tối ưu thay thế cho cảm biến PT100 truyền thống. Sản phẩm không chỉ giải quyết được khó khăn trong ngành là không thể đo nhiệt độ trực tiếp ở phía áp suất cao, mà còn đảm bảo độ chính xác của dữ liệu trong môi trường điện từ mạnh.

Nếu quý khách cần giải pháp đo nhiệt độ bằng sợi quang được thiết kế riêng cho máy biến áp khô, vui lòng liên hệ với Fuzhou Yinnotongda.