Како измерити температуру трансформаторског уља?

Век трајања трансформатора зависи од температуре његовог намотаја, што је одлучујући фактор у изолационом материјалу. Када је температура изолације намотаја трансформатора у опсегу температуре трансформаторског уља од 80 до 130 °C, стопа старења изолације ће се удвостручити за сваких 6 °C повећања температуре, односно век трајања изолације ће се смањити за 1/2, што је „правило шест степени“ старења изолације.

Током рада трансформатора, генерално је прописано да је 85°C граница горње температуре уља. У области Донгинг, када температура горњег уља достигне изнад 80°C, огласиће се алармни сигнал „XX аларм за високу температуру уља у главном трансформатору“ и „XX упозорење за високу температуру уља у главном трансформатору“.

Температура уљних трансформатора, како трансформаторског уља тако и намотаја, може се мерити помоћу термометра уметнутог у трансформаторско уље на врху кућишта. Ово омогућава праћење укупне температуре трансформатора. Пошто намотаји трансформатора могу да генеришу вишак топлоте током рада, они обично имају вишу температуру од уља. Најтоплија тачка унутар трансформатора, позната као температура вруће тачке, кључни је фактор у предвиђању старења изолације. Ова врућа тачка се обично налази близу крајева намотаја, али ју је тешко прецизно измерити. Да би се пратила ова унутрашња температура, често се користи индикатор температуре намотаја трансформатора. Стога је већина уљних трансформатора опремљена и мерачем температуре горњег уља и намотаја.

Црна казаљка на термометру показује стварну радну температуру, а црвена показивач показује подешену горњу границу температуре аларма. Када температура уља горњег слоја трансформатора пређе ову вредност, огласиће се аларм, две казаљке се сударају и остижу електрични контакт, а на црвеној казаљци се појављује избочина. Када температура уља пређе максималну температуру током рада, црна казаљка покреће црвену казаљку. Казивач се окреће, а у овом тренутку црвена казаљка показује највишу достигнуту температуру током рада.

Температура намотаја у трансформатору може се сматрати суперпозицијом температуре уља горњег слоја трансформатора и пораста температуре намотаја у односу на уље. Генерално, струја оптерећења трансформатора се додаје на основу система за мерење температуре трансформаторског уља, а пораст температуре намотаја у односу на уље се симулира методом термичке симулације, како би се коначно добио индикатор температуре намотаја трансформатора. Шематски дијаграм специфичне методе имплементације приказан је на следећој слици.

Температура намотаја трансформатора потопљеног у уље Tw може бити еквивалентна:

Tw=T0+k*△Два

У формули, T0 је температура уља горњег слоја трансформатора, △Two је разлика температуре бакарног уља, добијена термичком симулацијом, k је термички коефицијент, који је повезан са капацитетом трансформатора, структуром намотаја итд. Пораст температуре намотаја до уља △Two зависи од протока струје која пролази кроз намотај.

Систем мерења се углавном састоји од пакета за мерење температуре, кола за компензацију мерења температуре намотаја трансформатора и сензора. Међу њима, коло за компензацију мерења температуре и сензор температуре намотаја трансформатора налазе се у пакету за мерење температуре, а пакет за мерење температуре је уроњен у горње уље трансформатора како би детектовао температуру горњег уља. Сензор се састоји од два дела: сензора температуре повезаног са механичким мерачем температуре намотаја трансформатора на лицу места, а прикупљена вредност температуре се одражава на очитавању индикаторске плочице температуре; термичког отпора Pt100, чија се вредност отпора мења са променом температуре, а прикупљена вредност температуре се користи за слање података рачунару у систем за праћење позадине.

Информације о температури уља се преносе у диспечерски центар путем методе повезивања приказане на слици испод како би се остварило праћење температуре горњег уља и температуре намотаја у реалном времену.

1. Како проценити да ли је промена температуре трансформатора нормална или абнормална?

Док је трансформатор у раду, губици енергије и у гвозденом језгру и у намотајима се претварају у топлоту. То доводи до пораста температуре у различитим деловима трансформатора, која се затим расипа зрачењем и проводљивошћу. Када се постигне равнотежа између стварања и расипања топлоте, температура се стабилизује за сваку компоненту. Количина губитка гвожђа остаје константна, док губитак бакра варира у зависности од оптерећења. Да бисте проценили перформансе трансформатора, обратите пажњу на спољашњу температуру, температуру горњег уља, оптерећење и висину нивоа уља током прегледа. Ове вредности се могу упоредити са претходним очитавањима како би се утврдило да ли трансформатор исправно функционише.

Ако је температура уља изнад 10°C у поређењу са нормалном у истим околностима, или ако температура настави да расте без промене оптерећења, а уређај за хлађење исправно функционише, то указује на унутрашњи проблем са трансформатором. Важно је проверити да ли има грешака или кварова у термометру. Главна изолација већине трансформатора (позната као изолација класе А) је направљена од папира и може да издржи температуре до 105°C. Типично, температура намотаја ће бити 10-15°C виша од температуре површине уља. На пример, ако површина уља мери 85°C, онда очекујте температуру намотаја између 95-100°C.

2. Разлози за абнормалну температуру трансформатора

① Ненормална температура узрокована унутрашњим кваром

Ако трансформатор доживи унутрашње кварове, као што су кратки спојеви између намотаја или слојева, може доћи до неколико проблема. Калем ће се празнити у кућиште, што ће изазвати загревање у унутрашњим спојевима извода. Поред тога, вишетачкасто уземљење гвозденог језгра може повећати вртложне струје и довести до прегревања. У неким случајевима, флукс цурења може формирати петљу са резервоаром гвозденог уља и изазвати накупљање топлоте. Ако било који други фактори изазову абнормалне температуре у трансформатору, може се активирати гасна или диференцијална заштита. У тешким случајевима, уље може бити потребно убризгати у цев отпорну на експлозију или вентил за смањење притиска. У овој ситуацији, препоручљиво је зауставити и прегледати трансформатор.

②Ненормална температура узрокована ненормалним радом хладњака

Ненормална температура узрокована ненормалним радом или кваром хладњака, као што је квар потопне пумпе, оштећени вентилатор, запрљање расхладних цеви, лоша ефикасност хлађења и немогућност отварања вентила радијатора. Систем хлађења треба одржавати и испирати на време или треба уградити резервни хладњак, у супротном треба подесити оптерећење трансформатора.

③ Ако индикатор температуре има грешке или индикација не ради, термометар треба заменити.