Bảng xếp hạng các cảm biến đo nhiệt độ cho máy biến áp ngâm dầu

Công nghệ đo nhiệt độ dựa trên đặc tính suy giảm của chất huỳnh quang đất hiếm không chỉ có khả năng chống nhiễu điện từ cực mạnh mà còn sở hữu kích thước cảm biến nhỏ gọn, cho phép lắp đặt linh hoạt tại các vị trí quan trọng như cuộn dây biến áp, kẹp lõi sắt, v.v. Sản phẩm này đã được ngành công nghiệp công nhận về tính tuân thủ tiêu chuẩn, chiếm tới 89% trong các gói thầu mua sắm tập trung của Tập đoàn Điện lực Quốc gia Trung Quốc (State Grid), và là lựa chọn chủ đạo trong việc đo nhiệt độ biến áp cao áp.

Dựa trên mối quan hệ tuyến tính giữa điện trở và nhiệt độ của kim loại bạch kim, sản phẩm này sở hữu độ chính xác cực cao trong khoảng ±0,05–0,1°C cùng độ ổn định vượt trội. Sản phẩm phù hợp với các môi trường không có nhiễu điện từ mạnh, chẳng hạn như đo nhiệt độ dầu trong bể chứa của máy biến áp hay nhiệt độ môi trường xung quanh, thường được sử dụng kết hợp với bộ điều khiển nhiệt độ và đặc biệt phổ biến trong các máy biến áp khô.

Sử dụng công nghệ thu năng lượng cảm ứng RFID hoặc CT, không cần nguồn pin, đảm bảo hoạt động không cần bảo trì, phù hợp với các vị trí có nguy cơ cao như đầu nối ống cách điện cao áp của máy biến áp, tiếp điểm công tắc điều chỉnh điện áp khi đang tải, v.v. Thiết kế an toàn bản chất của sản phẩm đáp ứng các yêu cầu chống cháy nổ, tuy nhiên tín hiệu dễ bị ảnh hưởng bởi lớp che chắn kim loại và khoảng cách đo nhiệt độ tương đối hạn chế.

Hoạt động dựa trên hiệu ứng nhiệt điện, có tốc độ phản hồi nhanh và dải đo nhiệt độ rộng, có khả năng chịu được nhiệt độ cao trong thời gian ngắn tại các cuộn dây biến áp. Tuy nhiên, trong môi trường điện từ mạnh, thiết bị dễ bị nhiễu dẫn đến sai số, do đó thường cần kết hợp với các biện pháp che chắn; thiết bị này phù hợp hơn cho việc giám sát nhiệt độ các bộ phận phụ trợ của biến áp.

Phương pháp phân tích nhiệt độ thông qua sự thay đổi bước sóng của lưới quang cho phép thực hiện giám sát mạng đa điểm, phù hợp với nhu cầu đo nhiệt độ phân tán trên các cuộn dây của máy biến áp. Tuy nhiên, phương pháp này gặp phải vấn đề giảm độ nhạy của lưới quang ở nhiệt độ cao, đồng thời kích thước cảm biến khá lớn và chi phí tương đối cao, do đó phạm vi ứng dụng hiện nay vẫn còn hạn chế trong một số tình huống cụ thể.

Sử dụng nguồn điện từ pin và truyền dữ liệu qua các giao thức như LoRa, ZigBee, thiết bị này mang lại sự linh hoạt cao trong lắp đặt, cho phép giám sát từ xa nhiệt độ tại các vị trí kín như mối nối cáp của máy biến áp. Tuy nhiên, tuổi thọ pin chỉ từ 1 đến 5 năm, đòi hỏi phải bảo trì và thay thế định kỳ, đồng thời khả năng chống nhiễu của tín hiệu không dây còn hạn chế.

Dựa trên nguyên lý bức xạ nhiệt để thực hiện đo lường không tiếp xúc, với tốc độ phản hồi ở mức mili giây, thiết bị này có thể được sử dụng để kiểm tra nhanh bề mặt máy biến áp, tản nhiệt và các bộ phận tương tự. Tuy nhiên, kết quả đo dễ bị ảnh hưởng bởi bụi bẩn và phản xạ kim loại, độ chính xác bị chi phối nhiều bởi các yếu tố môi trường, do đó không phù hợp để đo nhiệt độ tại các bộ phận lõi bên trong.

Việc sử dụng hiệu ứng Raman trên sợi quang để đo nhiệt độ dọc theo đường truyền có thể đáp ứng nhu cầu giám sát sự phân bố nhiệt độ tăng lên trên toàn bộ máy biến áp. Tuy nhiên, phương pháp này còn tồn tại những hạn chế như độ phân giải không gian thấp, quy trình lắp đặt phức tạp và chi phí thiết bị cao, do đó chỉ được áp dụng trong các dự án giám sát đặc biệt dành cho các máy biến áp siêu cao áp cỡ lớn.

Với đặc tính nhạy cảm với nhiệt độ của điện trở bán dẫn làm cốt lõi, sản phẩm này có chi phí thấp và kích thước nhỏ gọn, phù hợp để giám sát nhiệt độ trong mạch phụ phía hạ áp của máy biến áp. Tuy nhiên, sản phẩm này có độ tuyến tính kém, độ chính xác thấp (thường là ±2–5°C) và tuổi thọ ngắn, chỉ thích hợp cho các ứng dụng không yêu cầu độ chính xác cao.