変圧器巻線とは何ですか & その中核となる機能?

一般的な変圧器巻線故障のタイプ

1. 巻線の短絡: これらはターンツーターンで行うことができます (隣接するワイヤーループ間) またはフェーズ間 (HV 巻線と LV 巻線の間), 通常は絶縁体の摩耗によって引き起こされます, 過電圧サージ, または機械的損傷. 突然の局所的な過熱が発生し、すぐに検出しないと巻線が焼けてしまう可能性があります。.
2. 絶縁劣化: 高温に長時間さらされると、巻線の絶縁層が破壊されます。, 脆くなったり漏れやすくなったりする. これにより絶縁耐力が低下し、短絡の危険性が高まります。.
3. 巻線変形: 短絡電流, 交通機関の衝撃, 取り付けが不十分だと、巻線が曲がったりずれたりする可能性があります. これにより、変圧器の電磁バランスが崩れ、隠れたホットスポットが発生し、時間の経過とともに悪化します。.
4. 接続箇所が悪い: 緩んだまたは酸化した鉛接合部 (巻線が外部ケーブルに接続される場所) 接触抵抗を増やす. この抵抗により定常的な熱が発生します, 絶縁体が溶けて主巻線に広がる可能性があります.

変圧器の主要な発熱箇所

1. 巻線: 「銅損」 (電流がワイヤを流れるときの電気抵抗による熱) ここの最大の熱源は. 変圧器が処理できる電力が増えるほど、 (つまり, より高い負荷), 巻線が発生する熱が増えるほど.
2. トランスコア: 核心 (積層鉄積層板で作られた) ヒステリシスによる「鉄損」が発生します (磁場の変化) と渦電流 (コア内に微弱な電流が流れる). この熱は巻線の熱よりも強くありませんが、それでも全体の温度に影響します。.
3. リード接続点: 前述したように, 接続が不十分だと抵抗ベースの熱が発生し、無視するとホットスポットになる可能性があります。.
4. 冷却システム: ラジエーターの場合, オイルポンプ, あるいはファンが失敗する, 変圧器から熱が逃げられない. 直接熱を発生するわけではありません, しかし、既存の熱が閉じ込められるため、巻線の温度が急速に上昇します。.

   電力変換の核として, 巻線は過熱すると致命的な故障を引き起こす可能性が最も高くなります。. だからこそ、ここでの目標温度モニタリングは交渉の余地がないのです.

変圧器の巻線温度が上昇するのはなぜですか?

1. 電気的過負荷: 変圧器を定格電流を超えて動作させる (例えば, 電力需要のピーク時) 銅損が急増する. これにより、冷却システムが処理できる以上の熱が発生します。.
2. 冷却システムの故障: ラジエーターの詰まり (粉塵や油スラッジから), 壊れたファン, またはオイルポンプが故障すると、巻線から熱が運び去られなくなります。.
3. 内部障害: ターン間の短絡や絶縁体の損傷などの問題により、巻線内に小さな「ホットゾーン」が形成され、通常の負荷でも局所的な温度が安全レベルをはるかに超えて上昇する可能性があります。.
4. 環境要因: 暑い屋外条件 (例えば, 工業地帯の夏) または密閉された空間 (適切な換気がなければ) 変圧器の熱放出能力を低下させる.
5. 劣化した断熱材: 時間とともに, 断熱材が熱を伝導する効果が低下する. これにより、熱が冷却システムに伝達されるのではなく、巻線の内部に閉じ込められます。.

一般的な変圧器巻線温度検出方法

1. ワイヤレス温度センサー: これらは LoRa を使用します, ブルートゥース, またはWi-Fiでデータを送信, 取り付けが簡単になる (配線は必要ありません). しかし, 変圧器は信号を妨害する強力な電磁場を生成します, 不正確な測定値につながる.
2. 赤外線サーモグラフィー: この非接触方式では、サーマルカメラを使用して変圧器の外部をスキャンし、巻線温度を推定します。. 素早い表面チェックには機能しますが、内部の熱を測定することはできません。, タンクの壁や油により測定値が妨げられたり、歪んだりする可能性があります.
3. PT100プラチナ抵抗センサー: これらは金属抵抗の変化を利用して温度を測定するため、巻線の近くに設置する必要があります。. しかし、金属製のデザインにより電磁干渉を受けやすくなります。, 高温では急速に老化します (通常は 2 ～ 3 年しか続かない).
4. 表面実装センサー: 変圧器タンクの外側に貼り付けて巻線の熱を間接的に測定します。. 安価で取り付けは簡​​単ですが、遅延が大きいです (リアルタイムの巻線温度は反映されません) 内部ホットスポットを検出できない.
5. 蛍光光ファイバーセンサー: これらは接触ベースのシステムです, 各巻線ホットスポット専用の 1 つのプローブ付き. 蛍光物質を使用している (その「寿命」は温度によって変化します) データを送信するための光ファイバー. 高電圧に対する耐性が高い, 完全に絶縁された (導電性がない), コンパクトな送信機を備えています. 1 つのユニットで最大でサポートできます 64 チャンネル (監視できるように 64 ホットスポット), 最大伝送距離 80 メートル.

蛍光式光ファイバーセンサーの設置方法

1. 事前に組み込まれたインストール (新しい変圧器用): 変圧器の製造工程中, センサーは、ホットスポットが最も形成される可能性が高い巻き線のギャップに直接挿入されます。. 光ファイバーケーブルは、変圧器の外側に取り付けられたコンパクトな送信機に配線されます。. この方法により、プローブと巻線間の完全な接触が保証されます。 (正確な測定のために) インストール後の変更は必要ありません.
2. 後付け設置 (使用中の変圧器用): これは、計画されたメンテナンス停止中に行われます. 技術者は既存のタンクポートまたは小規模なタンクポートを使用します, キー巻線のホットスポット付近にプローブを挿入するための専用開口部. ファイバーケーブルはタンク内部に沿って配線されています (または既存のチャンネル) 外部送信機へ. このプロセスは変圧器の絶縁体やコアを損傷しません, 長期的なパフォーマンスを妨げないように.

蛍光ファイバー vs. その他の監視方法: 比較

変圧器巻線温度監視に蛍光光ファイバを選択する理由?

1. 直接, 正確な測定値: 赤外線や表面センサーとは異なります, 彼らは巻き線に触れます (または数ミリ離れたところに座ってください), したがってリアルタイムでキャプチャします, 正確な温度 (誤差範囲±0.5℃).
2. 高電圧 & 電磁耐性: 完全に絶縁された光ファイバーは、高電圧変圧器で安全に使用できることを意味します (短絡の危険がない) 強力な電磁場によって妨害されません.
3. 長寿命 & メンテナンスの手間がかからない: 耐久性のある素材で作られています, 耐熱性が長持ちする素材 10+ 年 - PT100 やワイヤレス センサーよりもはるかに長い. プラス, 定期的な校正は必要ありません (時間とコストを節約する).
4. 柔軟なスケーリング: まで 64 ユニットあたりのチャンネル数, 大型変圧器のすべての重要なホットスポットを監視できます. 小規模から産業規模のユニットにも対応します.
5. 幅広い応用範囲: 変圧器を超えて, 開閉装置で使用されます, 大型水力発電タービン, 発電機の固定子, ケーブルジョイント, リング本体, IGBTモジュール, GIS スイッチ, さらには医療機器などの非電力分野も (RF温熱療法機, MRIスキャナー) および半導体ツール (ICPプラズマエッチャー, 反応性イオンエッチング装置).

変圧器巻線蛍光光ファイバ温度検知装置の標準構成リスト

1. 蛍光光ファイバープローブ: 巻線ホットスポットの数に応じて構成, 1 つの監視ポイントに対応する 1 つのプローブ. 高温/低温耐性のある材質で作られています (-40℃～200℃) 耐油絶縁材, 巻線に接触した後でも安定した温度測定が保証され、さまざまな巻線ギャップへの設置に適しています。.
2. 特殊蛍光光ファイバーケーブル: プローブを送信機に接続するために使用されます. 通常, シングルモード/マルチモード高耐電圧ファイバを選択, 以内の要件を満たす伝送距離 80 メートル. 外層は耐油性と老化防止のシースで覆われています, 変圧器タンク内外の配線環境に適応.
3. 信号送信機: 最大でサポートするコア制御ユニット 64 信号入力のチャンネル. リアルタイムの温度データ処理と過熱アラームを備えています。 (リレー/音響光学) 機能, 上位コンピュータまたは SCADA システムに接続するための RS485/イーサネット通信インターフェイスが装備されています. コンパクトなサイズなのでキャビネットへの設置が容易です.
4. 取り付け用シーリングアクセサリ: フランジプレートを含む (タンクを通るケーブルの貫通をシールするため, さまざまな厚さのタンクに対応), スルーハルシール (油漏れや湿気の侵入を防ぐ), およびプローブ固定クランプ (巻線振動によるプローブのずれを防ぎ、安定した接触を実現します。).
5. 接続およびデバッグ用アクセサリ: ファイバ融着接続キットを含む (ファイバーコネクタ加工用), 電源ケーブル (産業用グレードの電圧と互換性がある), および通信ケーブル (電磁干渉防止用のシールド付き RS485 ケーブルなど). 一部の構成には、オンサイトでのデバッグ用のポータブル テスト端末も含まれています.
6. 対応ソフトウェアと表示器: 基本構成にはローカルデータ表示パネルが含まれます (各チャンネルの温度をリアルタイムで表示). オプションのリモートデータ管理ソフトウェアが利用可能, 温度曲線の保存をサポート, 履歴データのクエリ, 運用および保守データ分析のニーズを満たすアラーム記録エクスポート機能.

よくある質問 (よくある質問)

1. 蛍光ファイバー光センサーは巻線と直接接触する必要がありますか??

2. これらのセンサーを取り付けると変圧器の動作が中断されますか?

3. 定期的にセンサーを校正する必要がありますか??

4. これらのセンサーの世界的な適用例はありますか??

5. これらのセンサーは変圧器以外の他の機器にも使用できますか?

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