Як виміряти температуру трансформаторної оливи?

Термін служби трансформатора залежить від температури його обмотки, яка відіграє вирішальну роль в ізоляційному матеріалі. Коли температура ізоляції обмотки трансформатора знаходиться в діапазоні температур трансформаторного масла від 80 до 130 °C, швидкість старіння ізоляції подвоюється на кожні 6 °C підвищення температури, тобто термін служби ізоляції зменшується на 1/2, що відповідає «правилу шести градусів» старіння ізоляції.

Під час роботи трансформатора зазвичай встановлено, що гранична температура верхньої оливи становить 85°C. У районі Дун'їн, коли температура верхньої оливи перевищує 80°C, спрацьовує сигнал тривоги «XX тривога високої температури оливи в корпусі головного трансформатора» та «XX попередження про високу температуру оливи в корпусі головного трансформатора».

Температуру масляних трансформаторів, як трансформаторної оливи, так і обмотки, можна виміряти за допомогою температурного датчика, вставленого в трансформаторну оливу у верхній частині корпусу. Це дозволяє контролювати загальну температуру трансформатора. Оскільки обмотки трансформатора можуть виділяти надлишкове тепло під час роботи, вони зазвичай мають вищу температуру, ніж олива. Найгарячіша точка всередині трансформатора, відома як температура гарячої точки, є ключовим фактором у прогнозуванні старіння ізоляції. Ця гаряча точка зазвичай розташована поблизу кінців обмоток, але її важко точно виміряти. Для контролю цієї внутрішньої температури часто використовується індикатор температури обмотки трансформатора. Тому більшість масляних трансформаторів оснащені як верхнім температурним датчиком оливи, так і температурою обмотки.

Чорна стрілка на термометрі показує фактичну робочу температуру, а червона стрілка вказує на встановлену верхню межу температури сигналізації. Коли температура оливи верхнього шару трансформатора перевищує це значення, спрацьовує сигнал тривоги, дві стрілки стикаються, утворюючи електричний контакт, і спрацьовує сигнал тривоги, а на червоній стрілці з'являється виступ. Коли температура оливи перевищує максимальну температуру під час роботи, чорна стрілка рухає червону стрілку. Стрілка обертається, і в цей час червона стрілка показує найвищу досягнуту температуру під час роботи.

Температуру обмотки трансформатора можна розглядати як суперпозицію температури оливи верхнього шару трансформатора та підвищення температури обмотки відносно оливи. Зазвичай струм навантаження трансформатора додається на основі системи вимірювання температури трансформаторної оливи, а підвищення температури обмотки відносно оливи моделюється методом теплового моделювання, щоб остаточно отримати показник температури обмотки трансформатора. Схема конкретного методу реалізації показана на наступному рисунку.

Температура обмотки масляного трансформатора Tw може бути еквівалентна:

Tw=T0+k*△Два

У формулі T0 – температура оливи верхнього шару трансформатора, △Two – різниця температур мідної оливи, отримана шляхом теплового моделювання, k – тепловий коефіцієнт, який пов'язаний з потужністю трансформатора, структурою обмотки тощо. Підвищення температури обмотки до оливи △Two залежить від струму, що проходить через обмотку.

Система вимірювання в основному складається з блоку датчика температури, схеми компенсації вимірювання температури обмотки трансформатора та датчика. Схема компенсації вимірювання температури та датчик температури обмотки трансформатора входять до складу блоку датчика температури, а блок датчика температури занурений у верхню оливу трансформатора для вимірювання температури верхньої оливи. Датчик складається з двох частин: датчика температури, підключеного до механічного вимірювача температури обмотки трансформатора на місці, зібране значення температури відображається на індикаторній табличці температури; термічного опору Pt100, значення опору якого змінюється зі зміною температури, зібране значення температури використовується для передачі даних до комп'ютера в систему фонового моніторингу.

Інформація про температуру оливи передається до диспетчерського центру через метод з'єднання, показаний на малюнку нижче, для здійснення моніторингу температури верхньої частини оливи та температури обмотки в режимі реального часу.

1. Як визначити, чи є зміна температури трансформатора нормальною чи аномальною?

Під час роботи трансформатора втрати енергії як у залізному осерді, так і в обмотках перетворюються на тепло. Це призводить до підвищення температури в різних частинах трансформатора, яка потім розсіюється шляхом випромінювання та провідності. Після досягнення балансу між виділенням та розсіюванням тепла температура стабілізується для кожного компонента. Величина втрат у залізі залишається постійною, тоді як втрати в міді змінюються залежно від навантаження. Щоб оцінити продуктивність трансформатора, зверніть увагу на зовнішню температуру, температуру верхнього шару оливи, навантаження та висоту рівня оливи під час перевірки. Ці значення можна порівняти з попередніми показниками, щоб визначити, чи трансформатор працює належним чином.

Якщо температура оливи перевищує 10°C порівняно з нормальною за тих самих обставин, або якщо температура продовжує зростати без зміни навантаження, а охолоджувальний пристрій працює належним чином, це вказує на внутрішню проблему з трансформатором. Важливо перевірити термометр на наявність помилок або несправностей. Основна ізоляція більшості трансформаторів (відома як ізоляція класу А) виготовлена ​​з паперу та може витримувати температуру до 105°C. Зазвичай температура обмотки на 10-15°C вища за температуру поверхні оливи. Наприклад, якщо температура поверхні оливи становить 85°C, то очікуйте температуру обмотки від 95 до 100°C.

2. Причини аномальної температури трансформатора

① Аномальна температура, спричинена внутрішньою несправністю

Якщо в трансформаторі виникають внутрішні несправності, такі як міжвиткові або міжшарові короткі замикання, може виникнути кілька проблем. Котушка розряджається в корпус, що призводить до нагрівання внутрішніх вивідних з'єднань. Крім того, багатоточкове заземлення залізного осердя може збільшити вихрові струми та призвести до перегріву. У деяких випадках витік потоку може утворювати петлю з резервуаром із залізним оливом та спричиняти накопичення тепла. Якщо будь-які інші фактори спричиняють аномальні температури в трансформаторі, може спрацювати газовий або диференціальний захист. У важких випадках може знадобитися впорскування оливи у вибухобезпечну трубу або запобіжний клапан. У цій ситуації доцільно зупинити та оглянути трансформатор.

②Аномальна температура, спричинена ненормальною роботою охолоджувача

Аномальна температура, спричинена ненормальною роботою або несправністю охолоджувача, наприклад, виходом з ладу занурювального насоса, пошкодженням вентилятора, забрудненням охолоджувальних труб, низькою ефективністю охолодження та неможливістю відкриття радіаторного клапана. Систему охолодження слід своєчасно обслуговувати та промивати, або ж встановити резервний охолоджувач, в іншому випадку слід регулювати навантаження трансформатора.

③ Якщо індикатор температури має помилки або індикація не працює, термометр слід замінити.