Kako izmeriti temperaturo transformatorskega olja?

Življenjska doba transformatorja je odvisna od temperature navitja, pri čemer ima izolacijski material odločilno vlogo. Ko je temperatura izolacije navitja transformatorja v temperaturnem območju transformatorskega olja od 80 do 130 °C, se stopnja staranja izolacije podvoji za vsakih 6 °C povišanja temperature, kar pomeni, da se življenjska doba izolacije skrajša za 1/2, kar je "pravilo šestih stopinj" staranja izolacije.

Med delovanjem transformatorja je običajno določeno, da je meja zgornje temperature olja 85 °C. Na območju Dongying se pri preseganju 80 °C sproži alarmni signal »XX alarm za visoko temperaturo olja v glavnem transformatorju« in »XX opozorilo za visoko temperaturo olja v glavnem transformatorju«.

Temperaturo oljnih transformatorjev, tako transformatorskega olja kot navitja, je mogoče izmeriti z merilnikom temperature, vstavljenim v transformatorsko olje na vrhu ohišja. To omogoča spremljanje celotne temperature transformatorja. Ker lahko navitja transformatorja med delovanjem proizvajajo odvečno toploto, imajo običajno višjo temperaturo kot olje. Najbolj vroča točka znotraj transformatorja, znana kot temperatura vroče točke, je ključni dejavnik pri napovedovanju staranja izolacije. Ta vroča točka se običajno nahaja blizu koncev navitij, vendar jo je težko natančno izmeriti. Za spremljanje te notranje temperature se pogosto uporablja indikator temperature navitja transformatorja. Zato je večina oljnih transformatorjev opremljena z merilnikom temperature zgornjega olja in navitja.

Črni kazalec na termometru prikazuje dejansko delovno temperaturo, rdeči kazalec pa nastavljeno zgornjo mejo alarmne temperature. Ko temperatura olja v zgornji plasti transformatorja preseže to vrednost, se sproži alarm, kazalca trčita in ustvarita električni stik, sproži se alarmni signal, na rdeči igli pa se pojavi izboklina. Ko temperatura olja med delovanjem preseže najvišjo temperaturo, črni kazalec poganja rdečo iglo. Kazalec se vrti in rdeča igla v tem trenutku prikazuje najvišjo doseženo temperaturo med delovanjem.

Temperaturo navitja v transformatorju lahko obravnavamo kot superpozicijo temperature olja zgornje plasti transformatorja in dviga temperature navitja glede na olje. Na splošno se obremenitveni tok transformatorja sešteje na podlagi sistema za merjenje temperature transformatorskega olja, dvig temperature navitja glede na olje pa se simulira z metodo toplotne simulacije, da se končno dobi indikator temperature navitja transformatorja. Shematski diagram specifične izvedbene metode je prikazan na naslednji sliki.

Temperatura navitja oljnega transformatorja Tw je lahko enaka:

Tw=T0+k*△Dva

V formuli je T0 temperatura olja v zgornji plasti transformatorja, △Two je temperaturna razlika bakrenega olja, dobljena s toplotno simulacijo, k pa je toplotni koeficient, ki je povezan z zmogljivostjo transformatorja, strukturo navitja itd. Dvig temperature navitja glede na olje △Two je odvisen od toka, ki teče skozi navitje.

Merilni sistem je sestavljen predvsem iz paketa temperaturnega senzorja, kompenzacijskega vezja za merjenje temperature navitja transformatorja in senzorja. Med njimi sta kompenzacijsko vezje za merjenje temperature in temperaturni senzor navitja transformatorja v paketu temperaturnega senzorja, ki je potopljen v zgornje olje transformatorja in zaznava temperaturo zgornjega olja. Senzor je sestavljen iz dveh delov: temperaturnega senzorja, priključenega na mehanski merilnik temperature navitja transformatorja na mestu uporabe; zajeta vrednost temperature se odraža v odčitku temperaturne indikatorske plošče; ter toplotnega upora Pt100, katerega vrednost upora se spreminja s spremembo temperature; zajeta vrednost temperature pa se uporablja za pošiljanje podatkov v sistem za spremljanje ozadja računalnika.

Podatki o temperaturi olja se posredujejo v dispečerski center prek metode povezave, prikazane na spodnji sliki, za spremljanje temperature zgornjega olja in temperature navitja v realnem času.

1. Kako presoditi, ali je sprememba temperature transformatorja normalna ali nenormalna?

Med delovanjem transformatorja se izgube energije v železnem jedru in navitjih pretvarjajo v toploto. To povzroči dvig temperature v različnih delih transformatorja, ki se nato razprši s sevanjem in prevodnostjo. Ko je doseženo ravnovesje med proizvodnjo in odvajanjem toplote, se temperatura za vsako komponento stabilizira. Količina izgube železa ostane konstantna, medtem ko se izguba bakra spreminja glede na obremenitev. Za oceno delovanja transformatorja med pregledom upoštevajte zunanjo temperaturo, temperaturo zgornjega olja, obremenitev in višino nivoja olja. Te vrednosti lahko primerjate s prejšnjimi odčitki, da ugotovite, ali transformator deluje pravilno.

Če je temperatura olja višja od 10 °C v primerjavi z normalno v enakih okoliščinah ali če temperatura še naprej narašča brez spremembe obremenitve in hladilna naprava deluje pravilno, to kaže na notranjo težavo s transformatorjem. Pomembno je preveriti morebitne napake ali okvare termometra. Glavna izolacija večine transformatorjev (znana kot izolacija razreda A) je izdelana iz papirja in lahko prenese temperature do 105 °C. Običajno je temperatura navitja 10–15 °C višja od temperature površine olja. Če na primer površina olja meri 85 °C, pričakujte temperaturo navitja med 95 in 100 °C.

2. Razlogi za nenormalno temperaturo transformatorja

① Nenormalna temperatura zaradi notranje napake

Če v transformatorju pride do notranjih napak, kot so kratki stiki med ovoji ali plastmi, se lahko pojavi več težav. Tuljava se bo razelektrila v ohišje, kar bo povzročilo segrevanje notranjih priključnih spojev. Poleg tega lahko večtočkovna ozemljitev železnega jedra poveča vrtinčne tokove in povzroči pregrevanje. V nekaterih primerih lahko uhajalni tok tvori zanko z rezervoarjem za železno olje in povzroči kopičenje toplote. Če kateri koli drug dejavnik povzroči nenormalne temperature v transformatorju, se lahko aktivira plinska ali diferencialna zaščita. V hujših primerih bo morda treba vbrizgati olje v protieksplozijsko varno cev ali tlačni varnostni ventil. V tem primeru je priporočljivo ustaviti in pregledati transformator.

②Nenormalna temperatura, ki jo povzroča nenormalno delovanje hladilnika

Nenormalna temperatura, ki jo povzroči nenormalno delovanje ali okvara hladilnika, na primer izpad potopne črpalke, poškodovan ventilator, onesnaženje hladilnih cevi, slaba učinkovitost hlajenja in odpoved odpiranja radiatorskega ventila. Hladilni sistem je treba vzdrževati in pravočasno spirati ali pa namestiti rezervni hladilnik, sicer je treba prilagoditi obremenitev transformatorja.

③ Če indikator temperature kaže napake ali če prikaz ne deluje, je treba termometer zamenjati.