Датчик температуры масла трансформатора

Термодатчики предназначены для контроля температуры верхних слоев масла и обмотки трансформаторов, а также для управления работой системы охлаждения. В качестве термодатчиков используются ртутные термометры, термосигнализаторы, индикаторы температуры масла и индикаторы температуры обмоток.
Термометры ртутные технические предназначены для измерения температуры верхних слоев масла (ВСМ). Термометры устанавливаются в заполненную трансформаторным маслом гильзу на крышке бака трансформаторов мощностью до 630 кВ • А со стороны обмотки НН. Диапазон измерений термометра типа А, исполнения № 4: 0—160 °С. Цена деления шкалы — 2 °С.

Термосигнализаторы устанавливаются в трансформаторах мощностью более 1000 кВ • А. Термосигнализаторы предназначены для контроля температуры ВСМ и дистанционного управления вентиляторами дутья и маслонасосами систем охлаждения типов Д, ДЦ, Ц трансформатора.
Принцип действия термосигнализатора основан на зависимости между температурой и давлением паров наполнителя, находящегося в термобаллоне, установленного в гильзе на крышке бака трансформатора. С увеличением температуры и давления, последнее по капилляру воздействует на манометрическую пружину, и далее — на показывающий прибор.

Индикаторы температуры обмотки позволяют определять ее температуру косвенным методом.
Индикатор (рис. 2) состоит из 1) измерительного прибора, 2) термодатчика,
3) теплоемкого элемента (термобаллона),
4) окружающего термобаллон сопротивления, по которому протекает электрический ток, пропорциональный току нагрузки трансформатора, 5) потенциометра настройки нагревательного сопротивления, микропереключателей.
Термобаллон залит трансформаторным маслом и находится в масле трансформатора; при отсутствии тока нагрузки прибор будет показывать температуру масла. В режиме нагрузки трансформатора по нагревательному сопротивлению прибора протекает ток от трансформатора тока (6) со стандартными коэффициентами трансформации 1—2—5А. Таким образом, при наличии в обмотке трансформатора тока нагрузки, температура баллона будет равна сумме температур масла и нагревательного сопротивления. С помощью потенциометра осуществляется настройка прибора на желаемый прирост температуры от действия нагревательного сопротивления. Настройка осуществляется по таблицам и кривым, прилагаемым к прибору.
Индикаторы температуры могут оснащаться термодатчиками с выходом на компьютер или счетчик со считывающей панелью, для мониторинга или записи температуры.
Типы индикаторов температуры обмотки: MSRT 150 W (TER-MAN Bollate Milano – Италия); АКМ Серия 35, (АВ KIHLS-TROMS MANOMETERFABRIK – Швеция); Симулятор температуры обмотки серии 130, фирма QualiTROL — Германия.

Рис. 2. Схема установки индикатора температуры обмотки.

НАЗНАЧЕНИЕ СИСТЕМЫ

Система температурного мониторинга силовых трансформаторов (СТКТ) предназначена для измерения, регистрации и отображения температуры наиболее нагретой точки электрических обмоток силовых трансформаторов с целью оптимизации режима работы и повышения надёжности функционирования трансформаторного оборудования.

ПРЕИМУЩЕСТВА СИСТЕМЫ

• Применение системы обеспечивает возможность повышения производительности трансформатора и увеличения срока его эксплуатации;
• Более точный контроль состояния трансформаторов (по сравнению с системами, построенными на косвенных измерениях). Высокая точность измерений – обеспечение безопасности трансформатора при перегрузках;
• Пассивные диэлектрические волоконно-оптические температурные датчики;
• Данные по температуре и её тренду могут быть использованы для определения необходимости в обслуживании трансформатора;
• Надежная в эксплуатации, прочная и долговечная система.

ПРИНЦИП РАБОТЫ

Принцип работы системы СТКТ основан на флюорооптической технологии (использование люминесцентных свойств кристалла АИГ(Cr)). Термочувствительный фосфоресцирующий датчик закреплён в конце оптического волокна. Излучаемые диодом световые импульсы, соответствующие красному свету в спектре, передаются по волоконно-оптическому зонду и осуществляют возбуждение датчика с последующей его фосфоресценцией. В свою очередь, время затухания фосфоресценции обратно пропорционально температуре датчика. Электроника на цифровом сигнальном процессоре детектирует и вычисляет время затухания фосфоресценции после каждого импульса, обеспечивая точные измерения температуры в местах установки термочувствительных датчиков.
Программное обеспечение выполняет анализ данных на предмет выявления акустических событий, несоответствующих нормальной работе кабельной линии. Выявленные возмущения анализируются путём сравнения с существующими шаблонами с целью интерпретации характера возмущения и степени его опасности для кабельной линии.

ВОЗМОЖНОСТИ СИСТЕМЫ

Система позволяет получить прямые высокоточные, надёжные и стабильные результаты измерений температуры наиболее нагретых точек обмоток силовых трансформаторов в реальном времени.

Особенности системы температурного мониторинга силовых трансформаторов:

• Возможность реализации оперативного управления системами охлаждения, сигнализации и защиты трансформаторов;
• Безопасная оптимизация режима работы трансформаторов, особенно в аварийном режиме;
• Особая конструкция оптических датчиков, для размещения в изоляционном масле силовых трансформаторов;
• Отсутствие необходимости калибровки (продолжительный срок работы компонентов системы);
• Разработана для высоковольтного оборудования;
• Возможность интеграции с системами мониторинга ЧР и анализа газов, растворённых в электроизоляционном масле трансформаторов;
• Возможность установки до 16 каналов измерения.

КОМПЛЕКТАЦИЯ

В стандартную комплектацию системы входит:

• Контроллер СТКТ;
• Волоконно-оптические датчики;
• Удлинительные кабели для подключения датчиков к контроллеру;
• Проходная плита на трансформатор;
• Блок обработки и передачи данных.

правильная проверка диодного моста генератора (Ноябрь 2019).

Приборы для измерения температуры масла и намотки

У всех крупных трансформаторов есть масло или устройство с указанием температуры намотки определенного типа, и большинство из них имеют регистраторы температуры. Индикация может быть для температуры топ-масла или температуры горячей точки. Дополнительное оборудование для измерения температуры может быть установлено для обеспечения сигналов тревоги и управления, необходимых для активации автоматических систем охлаждения.

Тестирование показателей обмотки трансформатора и температуры масла

Операция индикатора может быть:

1. Чисто механический (датчик температуры или термометр, установленный на баке),
2. Чисто электрический (преобразователь SCADA и некоторые регистраторы карт), или
3. Комбинация двух (графический рекордер и многоточечный регистратор темпа).

Индикаторы температуры, рекордеры и органы управления должны быть проверены на работоспособность и проверены их калибровка.

Наиболее распространенный метод, используемый в прошлом для калибровки этих устройств, заключался в том, чтобы погружать все луковицы датчика теплового датчика в контейнер с маслом, а затем медленно нагревать масло с постоянной скоростью. Изменения температуры масла измерялись с помощью стандартного значения температуры (термометр), и данные для всех устройств, погруженных в масло, регистрировались одновременно.

Если в устройства встроены тревожные или контрольные контакты, они должны быть установлены и проверены на нужную точку срабатывания при повышении температуры и на правильную точку отпадения при падении температуры. Типичная точка отключения контактов должна быть от 5 ° C до 10 ° C ниже точки срабатывания.

Если заданное значение контакта изменилось, повторите прогон температуры, начиная с некоторой точки ниже желаемого значения срабатывания. Желаемая точка срабатывания контакта определяется стандартами работы системы.

Серия термометров MESSKO COMPACT специально разработана для измерения температуры масла и обмотки (тепловое изображение) в средних и крупных распределительных трансформаторах, силовых трансформаторах, реакторах и аналогичных применениях. Датчик температуры индикаторного термометра подключается к измерительному блоку (пружина Бурдона) через капиллярную трубку (фото кредит: reinhausen.com)

Капиллярные трубки для устройств обнаружения температуры должны быть тщательно обработаны, потому что они хрупкие и не могут быть отремонтированы, если они повреждены. Следует избегать резких изгибов. Имейте в виду, что излом или вмятина могут отключить трубку. Луковицы на концах этих капиллярных труб помещаются в небольшие лунки в верхней части трансформаторного бака. Эти скважины погружены в резервуар трансформаторного масла.

Их цель – обеспечить изоляцию внутренней среды от внешнего мира !

Проектирование трансформаторов с нефтяными скважинами позволяет манипулировать капиллярными лампочками без загрязнения или слива трансформаторного масла. Кроме того, было бы трудно заменить дефектные датчики температуры без наличия нефтяных скважин, поскольку в трансформаторных резервуарах обычно слегка под давлением подается азот или заполненный маслом резервуар-хранилище.

Имейте в виду, что некоторые индикаторы температуры на трансформаторе могут не включать нефтяную скважину, и создание отверстия в резервуаре путем удаления этих типов приведет к выпадению масла или потере азота.

Правильная калибровка может быть утомительной, но это очень важно! Температурные датчики используются для обеспечения сигналов управления для автоматической системы охлаждения и для инициирования сигналов тревоги, когда трансформатор становится слишком горячим. Устройства контроля температуры обеспечивают основную защиту для предотвращения трансформации в перегретом состоянии. Если происходит перегрев, ожидаемая продолжительность жизни трансформатора уменьшается в результате повреждения изоляции.

В любое время, когда температура масла превышает 100 ° C (212 ° F), предполагается, что бумажный изоляционный материал ухудшается с ускоренной скоростью (хотя может быть несколько исключений).

Намоточные устройства

Точки доступа или устройства с тепловым изображением предназначены для отображения самой горячей точки в трансформаторе, когда она несет нагрузку. Температура горячих точек зависит от потерь I 2 R в обмотках трансформатора, скорости передачи тепла в масло и скорости охлаждения масла условиями окружающей среды, окружающими масло.

Температуры, указанные термометром горячей точки или дистанционным индикатором, подключенным к резистивному температурному устройству (RTD или термому), на самом деле являются продуктом температуры топ-масла трансформатора и тепла, создаваемого масляными колодцами.

Ток нагревателя поступает из специальной втулки / низкоуглеродистой ТТ с одним предварительно выбранным соотношением. Единственная цель ТТ состоит в том, чтобы обеспечить пропорциональный ток нагрузки для нагревателей горячих точек.

Короче говоря, индикация температуры точки доступа получается путем измерения реплицированной (или модели) температуры .

Температура получается таким образом, потому что требования к изоляции и конструктивные ограничения не позволяют непосредственно измерять фактическую температуру обмоток. Температура репликации масляного резервуара нагревается с той же скоростью, что и масло, окружающее самое горячее пятно в трансформаторе. Токоведущие нагреватели и их тепловые характеристики разработаны изготовителем для соответствия характеристикам нагрева, полученным из заводских данных испытаний.

Для получения дополнительной информации, чтобы получить данные о нагреве на фактической обмотке, заводской тест циркулирует с высоким током через обмотки трансформатора при низком напряжении .

тестирование

Для испытаний температурные испытательные зонды вставляются в разных точках по всей обмотке для фактического измерения самой горячей точки при номинальном токе нагрузки .

Во время заводских испытаний некоторые объекты, представляющие интерес, не могут быть физически измерены без повреждения изоляции, поэтому некоторые расчетные температуры следует оценивать по расчетам с использованием тестовых данных.

Цепь нагревателя точки доступа может быть проверена функционально, подключив испытательное оборудование, как показано на принципиальной схеме на рисунке 1. Испытательные провода из грузового отсека могут быть подключены непосредственно параллельно выходным клеммам точки доступа Hotspot CT. Нет необходимости отсоединять провода, идущие от этой втулки CT, потому что высокий отраженный импеданс открытого первичного трансформатора тока, по существу, заставляет ток проверки протекать только через резисторы нагревателя.

Рисунок 1 – Принципиальная схема установки испытательного оборудования на силовом трансформаторе для проверки индикаторов температуры обмотки

Книга инструкций изготовителя, которая включает в себя характерные кривые времени / тока / температуры или графики для нагревательных устройств горячих точек, полезна для определения начальной точки для теплового пробега. Такой график полезен для проведения сравнений и проверки правильности настроек регулировки нагревательного тока. Кран отопителя устанавливается на заводе, и его нельзя изменять или регулировать.

Идея состоит не в том, чтобы откалибровать нагрев скважины, а в том, чтобы проверить ее работоспособность . Если результаты испытаний не соответствуют ожиданиям, наиболее вероятной причиной может быть установка тестового оборудования, используемый метод или неидеальные условия испытаний .

Убедитесь, что тесты на самом деле указывают на неисправное оборудование, прежде чем заявлять, что оборудование подозрительно.

Во время испытания устройство сопротивления (или мост Уитстона) подключено через RTD (при BPA обычно составляет 10 Ом при 25 ° C медного типа), а номограмма или таблица сопротивления и температуры используется для интерпретации ее эквивалента температура. Ток нагревателя должен быть применен к схеме пошагово, позволяя температуре достичь стабильной точки между ступенями.

Измерение сопротивления на трансформаторе 200MVA (фото кредит: vanguard-instruments.com)

Для достижения значительного повышения температуры может потребоваться 10-20 А. Для достижения стабильной температуры для каждого шага может потребоваться от 15 до 30 минут. Наблюдение замедления темпов изменения сопротивления сопротивления RTD, измеренное мостом, является хорошим показателем того, приближается ли стабильность температуры для выбранного уровня тока нагревателя.

Медленная скорость изменения температуры означает, что настало время записать данные и перейти к следующей величине тока тестового тока.

Для эквивалентной температуры RTD для его сопротивления следует одновременно сравнивать с термометром, указывающим точку доступа, и / или устройством записи диаграмм. Температуры замыкания и открывания контактов контактных / контрольных контактов термометра термометра должны контролироваться и отмечаться, когда температура масла в трансформаторе достигает уровня срабатывания или падения.

Обратите внимание: если трансформатор достаточно холодный (10 ° C или менее), впрыскивание достаточного тока в цепь нагревателя для повышения температуры горячей точки до уровня, на котором контакты закрываются, может быть затруднительным, если не невозможным. Для функциональной проверки контактных функций, когда наружная температура достаточно низкая, контактный рычаг термометра термометра может быть отклонен вручную для выполнения эксплуатационных проверок контуров охлаждения или аварийной сигнализации. Используйте причину и хорошее суждение здесь, и будьте осторожны, чтобы не накладывать слишком большое давление на рычаг управления.

ВНИМАНИЕ! – Механическое перемещение температуры может быть повреждено при манипулировании им вручную. Если присутствует большая физическая стойкость к движению, лучше просто перемыть контакты с помощью испытательной перемычки при выполнении электрического контроля / проверки сигналов.

Окончательная проверка

Окончательная проверка после тестирования нагревателя (ов) с переменным током должна убедиться, что КТ фактически завершена . Убедитесь, что соединение не открыто, просто измерив на тех же двух клеммах, которым подается ток переменного тока. Если КТ подключен (а не разомкнут), омметр будет показывать близкие к нулю омы (и будет значительно меньше сопротивления нагревателя).

Это связано с тем, что КТ выглядит как короткое замыкание на омметр постоянного тока (как раз наоборот, что похоже на количество переменного тока, используемое для проверки нагревателей). Если тест по току не может быть выполнен, мигание точки доступа КТ даст дополнительную уверенность в том, что он функционирует.

Ссылка // Тестирование силовых трансформаторов