Verstaan ​​van Druk-, Weerstand- en Veseloptiese Termometers

Die betroubare werking van 'n Olie-gedompelde transformator hang grootliks af van die stabiliteit van die interne isolerende olie en die temperature van die wikkeling. Oorverhitting is 'n primêre oorsaak van versnelde veroudering van isolasie, agteruitgang in werkverrigting en uiteindelik mislukkings. Daarom is temperatuurmonitering een van die mees fundamentele en kritieke aspekte van transformatorwerking en -onderhoud. Van tradisionele meganiese wysers tot moderne intelligente veseloptiese stelsels, die geskiedenis van termometerontwikkeling is 'n evolusie van transformatormoniteringstegnologie van passiewe waarneming tot aktiewe vroeë waarskuwing.

 

Hierdie artikel sal sistematies die algemene tipes termometers wat op olie-gedompelde transformators gebruik word, uiteensit en 'n diepgaande analise van hul werkbeginsels en toepassingscenario's verskaf.

 

Hoofstuk 1: Die "Stamboom" van Termometers – 'n Gedetailleerde Kykie na Drie Hooftipes

Gebaseer op meetbeginsels en installasieligging, word termometers vir olie-gedompelde transformators hoofsaaklik in die volgende drie kategorieë verdeel. Saam vorm hulle 'n driedimensionele moniteringsnetwerk van die boonste olietemperatuur tot die warm kolle van die wikkeling.

 

1. Druktipe-termometer (afstandslesingstermometer)

Werkbeginsel: Dit is 'n klassieke meganiese instrument gebaseer op termiese uitbreiding/sametrekking en vloeistof-/gasdrukoordrag. Die stelsel bestaan ​​uit drie dele:

 

Temperatuurbol (sensor): Word in die olie bo-op die transformatortenk geplaas, gevul met 'n temperatuursensitiewe medium (bv. vloeistof, gas of vloeistof met 'n lae kookpunt).

 

Kapillêre buis: 'n Lang, dun metaalbuis wat die gloeilamp aan die meterkop verbind, gevul met 'n druk-oordragmedium.

 

Meterkop (Aanwyser): Gemonteer op die transformatortenkwand of beheerkas, moontlik meters weg van die gloeilamp. Die kern daarvan is 'n Bourdon-buis – 'n geboë, elastiese metaalbuis. Wanneer die gloeilamp verhit word, word die interne drukverandering via die kapillêr na die Bourdon-buis oorgedra, wat veroorsaak dat dit vervorm. Hierdie vervorming beweeg 'n wyser deur 'n skakelmeganisme en vertoon die temperatuur.

 

Sleutelkenmerke:

 

Suiwer meganies, benodig geen eksterne krag nie, uitstekende immuniteit teen elektromagnetiese interferensie, baie hoë betroubaarheid.

 

Die meetkop kan op afstand gemonteer word vir gerieflike plaaslike lesing.

 

Tipies toegerus met 1-2 verstelbare kontakte vir oortemperatuuralarm en uitskakelfunksies.

 

Akkuraatheid en reaksiespoed is relatief stadiger in vergelyking met elektroniese tipes, en die kapillêre buis is vatbaar vir meganiese skade.

 

Tipiese toepassing: Die primêre moniterings- en alarmtoestel vir boonste olietemperatuur, 'n byna standaardkenmerk op alle oliegedompelde transformators.

 

2. Weerstandstemperatuurdetektor (RTD, bv. PT100)

Werkbeginsel: Gebaseer op die eienskap dat 'n geleier se weerstand met temperatuur verander. Die mees algemene sensorelement is 'n platinumweerstandstermometer, met PT100 wat 'n weerstand van 100 ohm by 0°C aandui. Die weerstand daarvan verander presies en lineêr met temperatuur.

 

Stelselkomponente:

 

Platinum RTD-sonde: Geïnstalleer in 'n termometerput bo-op die transformator, gedompel in olie.

 

Meetbrug en sender: Dikwels geïntegreer in 'n intelligente beheereenheid. Presiese stroombane meet die PT100 se weerstand en skakel dit om na 'n standaard 4-20mA stroomsein of digitale sein.

 

Sleutelkenmerke:

 

Hoë meetnauwkeurigheid, seine kan oor lang afstande oorgedra word, goeie geraasimmuniteit.

 

Die uitset is 'n standaard elektriese sein, maklik geïntegreer met outomatiseringsplatforms soos SCADA (Supervisory Control and Data Acquisition) en DCS (Distributed Control Systems) vir gesentraliseerde monitering op afstand.

 

Dikwels geïnstalleer langs die druktipe termometer, wat dien as 'n oorbodige of hoër-presisie middel vir afstandmonitering en aantekening van olietemperatuur.

 

Tipiese toepassing: Gebruik vir afstandsoordrag en digitale monitering van bo-olietemperatuur, die hoeksteen van moderne outomatiese, onbewaakte substasies.

 

3. Veseloptiese Windingstemperatuurmetingstelsel (Mees Gevorderde Direkte "Warmkol"-meting)

Werkbeginsel: Dit is tans die mees direkte en gevorderde tegnologie vir die monitering van wikkeltemperatuur. Dit is gebaseer op die fisika van Vesel Bragg-roosters.

 

Vesel Bragg-rooster (VBG) Sensor: 'n Periodieke variasie in die brekingsindeks (’n rooster) word met behulp van ’n laser in ’n segment van spesiale optiese vesel geskryf. Die belangrikste eienskap daarvan: Lig van ’n spesifieke golflengte (Bragg-golflengte) word weerkaats, en hierdie weerkaatste golflengte verskuif lineêr met veranderinge in temperatuur (of spanning) by die rooster se ligging.

 

Meetproses: 'n Buigsame veseloptiese kabel wat met verskeie FBG-sensors ingebed is, word direk vooraf ingebed tussen die isolasielae van die hoëspanningswikkelings op die voorspelde warmste plekke tydens transformatorvervaardiging. Die stelsel straal breëbandlig uit, en deur die spesifieke golflengte wat van elke rooster weerkaats word, te analiseer, kan dit akkuraat en intyds die absolute temperatuur op verskillende punte binne die wikkeling verkry.

 

Sleutelkenmerke:

 

Direkte meting van die temperatuur van die wikkelingswarmpunt, nie indirekte skatting nie. Data is die mees outentieke en betroubare.

 

Intrinsiek veilig: Optiese vesel is gemaak van silika, isolerend, hoogspanningsbestand en immuun teen elektromagnetiese interferensie, en werk stabiel in sterk EM-velde.

 

Verspreide meting: 'n Enkele vesel kan dosyne sensorpunte huisves, wat 'n volledige termiese kaart van die wikkeling moontlik maak.

 

Sleutelfaktor vir transformator "Dinamiese Gradering" en leeftydassessering.

 

Tipiese toepassing: Groot, kritieke transformators (bv. EHV, omskakeltransformators), slim substasies wat lasvermoëbestuur vereis.

 

Hoofstuk 2: Verduideliking van sleutelkonsepte – Bo-olietemperatuur teenoor wikkeltemperatuur

Dit is 'n belangrike konsep en die beginpunt vir die keuse van termometertipes.

 

Boonste-olietemperatuur: Meet die temperatuur van die olie bo-op die tenk. Dit weerspieël die transformator se algehele termiese las, maar het 'n termiese vertraging. Wanneer las verander, verander die wikkelingstemperatuur die vinnigste, gevolg deur olietemperatuur. Druktipe- en RTD-termometers meet dit.

 

Winding Hot-Poll Temperatuur: Verwys na die warmste punt in die hele transformator, tipies geleë in die boonste gedeelte van die laespanningwikkeling. Dit is die mees kritieke parameter wat die isolasie se verouderingstempo en lasvermoë bepaal. Tradisionele metodes kan dit nie direk meet nie, maar maak eerder staat op 'n Winding Temperatuur Aanwyser (WTI) wat dit simuleer/skat met behulp van "boonste olietemperatuur + stroomkorreksie". Veseloptiese meting is die enigste tegnologie wat dit direk en akkuraat kan meet.