Трансформатор является важным первичным оборудованием в энергосистеме, и его эксплуатационная надежность тесно связана с безопасной и надежной работой энергосистемы. Согласно соответствующей статистике, средняя аварийность трансформаторов 110 кВ и выше составляет около 0,69%, среди которых из-за перегрева обмотки происходит старение изоляции, пробой обмотки, авария с перегоранием трансформатора. составляет значительную долю. Защита от тяжелых газов в неэлектрической защите трансформатора фактически косвенно отражает аномальную температуру трансформатора.
Видно, что измерение температуры трансформатора имеет большое значение для раннего предупреждения и своевременного реагирования на аварии трансформатора.
Срок службы трансформатора зависит от температуры его обмотки, которая играет решающую роль в изоляционном материале. Когда температура изоляции обмотки трансформатора находится в диапазоне от 80 до 130 °С, скорость старения изоляции удваивается на каждые 6 °С повышения температуры, то есть срок службы изоляции уменьшается на 1/2, т. е. «правило шести степеней» старения изоляции.
При эксплуатации трансформатора обычно оговаривается, что 85°С является пределом верхней температуры масла. В районе Дунъин, когда верхняя температура масла превысит 80°C, будет выдан аварийный сигнал «Предупреждение о высокой температуре масла в корпусе главного трансформатора XX» и «Температура масла в корпусе главного трансформатора XX». высокое предупреждение».
Рабочая температура масляных трансформаторов, включая температуру трансформаторного масла и температуру обмотки трансформатора. Трансформатор обычно оборудован резервуаром для измерения температуры, вставленным в трансформаторное масло в верхней части корпуса, и температура трансформаторного масла измеряется путем установки в нем элемента для измерения температуры. Поскольку объектом измерения является масло в верхнем слое трансформатора, мы обычно называем его температурой масла в верхнем слое трансформатора. Поскольку при перегрузке обмоток трансформатора выделяется тепло, температура обмоток трансформатора при эксплуатации должна быть выше температуры трансформаторного масла. Среди них наиболее серьезное влияние на старение изоляции трансформатора оказывает температура самой горячей точки внутри трансформатора, которую мы называем температурой горячей точки трансформатора. Горячая точка трансформатора обычно находится где-то рядом с концами обмоток трансформатора. Из-за невозможности точного определения местоположения и измерения мы часто используем температуру обмотки трансформатора вместо температуры горячей точки трансформатора в качестве средства контроля внутренней температуры горячей точки трансформатора. Поэтому масляные трансформаторы обычно оснащаются датчиком температуры масла в верхней части трансформатора и датчиком температуры обмотки трансформатора.
Черная стрелка на термометре указывает фактическую рабочую температуру, а красная стрелка указывает установленную температуру верхнего предела аварийной сигнализации. Когда температура масла в верхнем слое трансформатора превысит это значение, он подаст сигнал тревоги, два указателя столкнутся, чтобы сделать электрический контакт проводящим, и будет выдан сигнал тревоги, а на красной стрелке появится выступ. Когда температура масла превышает максимальную температуру во время работы, черная стрелка приводит в действие красную стрелку. Стрелка вращается, в это время красная стрелка указывает на максимальную температуру, достигнутую во время работы.
Температуру обмотки трансформатора можно рассматривать как суперпозицию температуры масла верхнего слоя трансформатора и повышения температуры обмотки до масла. Как правило, ток нагрузки трансформатора добавляется на основе системы измерения температуры масла трансформатора, а повышение температуры обмотки по отношению к маслу моделируется методом теплового моделирования, чтобы в конечном итоге получить температуру обмотки трансформатора. Принципиальная схема конкретного метода реализации показана на следующем рисунке.
Температура обмотки масляного трансформатора Tw может быть эквивалентна:
Tw=T0+k*△Два
В формуле T0 — температура масла верхнего слоя трансформатора, △Two — разность температур медного масла, полученная путем теплового моделирования, k — тепловой коэффициент, который связан с мощностью трансформатора, конструкцией обмотки и т. д. Повышение температуры обмотки до масла △Two зависит от потока обмотки. проходящий ток.
Измерительная система в основном состоит из датчика температуры, схемы компенсации измерения температуры и датчика. Среди них схема компенсации измерения температуры и датчик температуры находятся в блоке измерения температуры, а блок измерения температуры погружается в верхнюю часть масла трансформатора для измерения температуры верхней части масла. Датчик состоит из двух частей: датчик температуры, соединенный с механическим измерителем температуры обмотки на месте, собранное значение температуры отражается на табличке индикатора температуры; тепловое сопротивление Pt100, значение сопротивления которого изменяется с изменением температуры, собранное значение температуры используется для отправки в систему фонового мониторинга компьютера.
Информация о температуре масла передается в диспетчерский центр с помощью метода подключения, показанного на рисунке ниже, для осуществления мониторинга в режиме реального времени верхней температуры масла и температуры обмотки.
1. Как определить, является ли изменение температуры трансформатора нормальным или ненормальным?
Во время работы трансформатора потери в железном сердечнике и обмотках преобразуются в тепловую энергию, которая вызывает нагрев различных частей, повышающий температуру, и тепло рассеивается в окружающую среду посредством излучения и теплопроводности. Когда тепловыделение и тепловыделение достигают баланса, температура каждой детали стремится к стабильности, потери в железе в основном постоянны, а потери в меди меняются в зависимости от нагрузки. При осмотре трансформатора запишите внешнюю температуру, температуру масла в верхней части, нагрузку и высоту уровня масла, а затем сравните и проанализируйте с предыдущими значениями, чтобы определить, нормально ли работает трансформатор.
Если обнаруживается, что температура масла более чем на 10°С выше, чем обычно при тех же условиях, или нагрузка остается неизменной, но температура продолжает расти, а охлаждающее устройство работает нормально, считается, что трансформатор имеет внутреннюю неисправность. неисправность (обратите внимание, есть ли ошибки или сбои термометра), как правило, основная изоляция трансформатора (изоляция обмотки) - это изоляция класса А (бумажная изоляция), а максимальная рабочая температура составляет 105 ° C. Как правило, температура обмотки на 10–15°C выше температуры поверхности масла. Если температура поверхности масла составляет 85°C, температура обмотки достигает 95~100°C.
2. Причины аномальной температуры трансформатора
① Аномальная температура, вызванная внутренней неисправностью
Внутренние неисправности трансформатора, такие как межвитковое короткое замыкание или межслойное короткое замыкание, разряд катушки на корпус, нагрев внутренних выводных соединений, многоточечное заземление железного сердечника увеличивает вихревой ток и перегрев, утечка поток, такой как несимметричный ток нулевой последовательности, образует петлю с железным масляным баком и нагревается. Когда температура трансформатора ненормальна из-за других факторов, это также будет сопровождаться действием газовой или дифференциальной защиты. Если неисправность серьезная, во взрывозащищенную трубу или предохранительный клапан может попасть масло. В это время трансформатор должен быть остановлен для осмотра.
②Ненормальная температура, вызванная ненормальной работой охладителя.
Аномальная температура, вызванная ненормальной работой или отказом охладителя, например выходом из строя погружного насоса, поврежденным вентилятором, загрязнением охлаждающих трубок, плохой эффективностью охлаждения и невозможностью открыть клапан радиатора. Систему охлаждения следует обслуживать и вовремя промывать, либо установить резервный охладитель, в противном случае следует отрегулировать нагрузку трансформатора.
③ Если индикатор температуры имеет ошибки или показания не работают, термометр следует заменить.