Что такое обмотки трансформатора & Их основная функция?

Распространенные типы неисправностей обмоток трансформатора

1. Короткие замыкания обмоток: Это могут быть сквозные (между соседними петлями проводов) или между фазами (между обмотками ВН и НН), обычно вызвано износом изоляции, скачки перенапряжения, или механическое повреждение. Они создают внезапный локальный перегрев, который может привести к сгоранию обмоток, если его не обнаружить быстро..
2. Деградация изоляции: Длительное воздействие высоких температур разрушает изоляционный слой обмотки., делая его хрупким или негерметичным. Это снижает электрическую прочность и увеличивает риск коротких замыканий..
3. Деформация обмотки: Токи короткого замыкания, транспортные толчки, или неправильный монтаж может погнуть или сместить обмотки. Это нарушает электромагнитный баланс трансформатора и создает скрытые горячие точки, которые со временем ухудшаются..
4. Плохие точки подключения: Ослабленные или окисленные свинцовые соединения (где обмотки подключаются к внешним кабелям) Увеличение контактного сопротивления. Это сопротивление генерирует устойчивое тепло., который может расплавить изоляцию и распространиться на основную обмотку.

Ключевые места тепловыделения в трансформаторах

1. Обмотки: «Потери меди» (тепло от электрического сопротивления при прохождении тока по проводам) здесь самый большой источник тепла. Чем большую мощность выдерживает трансформатор (то есть, более высокая нагрузка), тем больше тепла выделяют обмотки.
2. Сердечник трансформатора: Ядро (из сложенных железных пластин) производит «потери железа» из-за гистерезиса (изменения магнитного поля) и вихревые токи (малые электрические токи в ядре). Это тепло менее интенсивно, чем тепло обмотки, но все же способствует повышению общей температуры..
3. Точки подключения проводов: Как отмечалось ранее, плохие соединения создают тепло, основанное на сопротивлении, которое может стать горячей точкой, если его игнорировать.
4. Системы охлаждения: Если радиаторы, масляные насосы, или вентиляторы выходят из строя, тепло не может выйти из трансформатора. Это не генерирует тепло напрямую, но он задерживает существующее тепло, что приводит к быстрому повышению температуры обмотки..

   В качестве ядра преобразования энергии, обмотки, скорее всего, станут причиной катастрофических отказов в случае перегрева.. Поэтому целенаправленный мониторинг температуры здесь не подлежит обсуждению..

Почему повышается температура обмотки трансформатора?

1. Электрическая перегрузка: Эксплуатация трансформатора с током выше номинального (например., во время пикового спроса на электроэнергию) резко увеличивает потери меди. Это создает больше тепла, чем может выдержать система охлаждения..
2. Неисправности системы охлаждения: Засоренные радиаторы (от пыли или нефтешлама), сломанные вентиляторы, или вышедшие из строя масляные насосы препятствуют отводу тепла от обмоток..
3. Внутренние неисправности: Такие проблемы, как межвитковое замыкание или повреждение изоляции, создают крошечные «горячие зоны» в обмотке — они могут поднять локальную температуру намного выше безопасного уровня даже при нормальных нагрузках..
4. Факторы окружающей среды: Жаркие условия на открытом воздухе (например., лето в промышленных зонах) или закрытые помещения (без должной вентиляции) уменьшить способность трансформатора выделять тепло.
5. Старение изоляции: Через некоторое время, изоляция становится менее эффективной в проведении тепла. Это удерживает тепло внутри обмотки, а не передает его в систему охлаждения..

Популярные методы измерения температуры обмоток трансформатора

1. Беспроводные датчики температуры: Они используют LoRa, Bluetooth, или Wi-Fi для отправки данных, упрощает установку (проводка не требуется). Однако, Трансформаторы создают сильные электромагнитные поля, которые мешают сигналам, приводит к неточным показаниям.
2. Инфракрасная термография: Этот бесконтактный метод использует тепловизионную камеру для сканирования внешней части трансформатора и оценки температуры обмотки.. Он подходит для быстрой проверки поверхности, но не может измерять внутреннее тепло, плюс, Стенки резервуара или масло могут блокировать или искажать показания..
3. Платиновые датчики сопротивления PT100: Они используют изменения сопротивления металла для измерения температуры, и их необходимо размещать рядом с обмотками.. Но их металлическая конструкция делает их уязвимыми для электромагнитных помех., и они быстро стареют при высоких температурах (обычно длится всего 2–3 года).
4. Датчики поверхностного монтажа: Они приклеиваются к внешней стороне бака трансформатора для косвенного измерения тепла обмотки.. Они дешевы и просты в установке, но имеют большую задержку. (они не отражают температуру намотки в реальном времени) и не может обнаружить внутренние точки доступа.
5. Флуоресцентные оптоволоконные датчики: Это контактные системы., с одним датчиком, предназначенным для каждой горячей точки обмотки. Они используют флуоресцентные материалы. («время жизни» которого меняется с температурой) и оптоволокно для передачи данных. Они очень устойчивы к высокому напряжению., полностью изолированный (нет электропроводности), и иметь компактные передатчики. Одно устройство может поддерживать до 64 Каналами (чтобы вы могли контролировать 64 горячие точки), с максимальной дальностью передачи 80 Метров.

Способы установки флуоресцентных волоконно-оптических датчиков

1. Предварительная установка (для новых трансформаторов): В процессе изготовления трансформатора, датчики вставляются непосредственно в зазоры обмоток — именно там, где наиболее вероятно образование горячих точек.. Затем оптоволоконные кабели подводятся к компактному передатчику, установленному снаружи трансформатора.. Этот метод обеспечивает идеальный контакт между щупами и обмотками. (для точных показаний) и не требует никаких модификаций после установки.
2. Установка дооснащения (для действующих трансформаторов): Это делается во время планового технического обслуживания.. Технические специалисты используют существующие порты для резервуаров или небольшие, специальные отверстия для установки щупов рядом с горячими точками обмотки ключа. Оптоволоконные кабели проложены внутри резервуара. (или уже существующие каналы) к внешнему передатчику. Этот процесс не повреждает изоляцию или сердечник трансформатора., поэтому это не повлияет на долгосрочную производительность.

Флуоресцентная волоконная оптика против. Другие методы мониторинга: Сравнение

Почему стоит выбрать флуоресцентное оптоволокно для мониторинга температуры обмоток трансформатора?

1. Прямой, точные показания: В отличие от инфракрасных или поверхностных датчиков, они касаются обмотки (или сидеть всего в миллиметрах от меня), поэтому они фиксируют в реальном времени, точные температуры (погрешность ±0,5°C).
2. Высоковольтное & электромагнитная невосприимчивость: Полностью изолированное оптоволокно означает, что его можно безопасно использовать в высоковольтных трансформаторах. (нет риска короткого замыкания) и не будет нарушен сильными электромагнитными полями.
3. Длительный срок службы & низкие эксплуатационные расходы: Они изготовлены из прочного, термостойкие материалы, которые служат долго 10+ лет — гораздо дольше, чем PT100 или беспроводные датчики. Плюс, им не нужна регулярная калибровка (экономия времени и средств).
4. Гибкое масштабирование: С до 64 каналов на единицу, вы можете контролировать каждую критически важную точку в больших трансформаторах. Они также работают для небольших и промышленных предприятий..
5. Широкий диапазон применения: За пределами трансформаторов, они используются в распределительных устройствах, большие гидроэлектрические турбины, статоры генератора, Кабельные муфты, кольцевые основные блоки, БТИЗ-модули, ГИС-переключатели, и даже неэнергетические отрасли, такие как медицинское оборудование (Аппараты радиочастотной термотерапии, МРТ-сканеры) и полупроводниковые инструменты (Аппараты плазменного травления ICP, реактивные ионные травители).

Список стандартной конфигурации для люминесцентных волоконно-оптических датчиков температуры обмотки трансформатора

1. Флуоресцентные оптоволоконные зонды: Настраивается в зависимости от количества точек доступа обмотки, с одним датчиком, соответствующим одной точке мониторинга. Изготовлен из устойчивого к высоким/низким температурам материала. (-40℃~200℃) и маслостойкие изоляционные материалы, обеспечивают стабильное измерение температуры после контакта с обмотками и подходят для установки в различные зазоры обмоток..
2. Специальные флуоресцентные оптоволоконные кабели: Используется для подключения зондов к преобразователям.. Обычно, выбираются одномодовые/многомодовые высоковольтные волокна, с дальностью передачи, соответствующей требованиям в пределах 80 Метров. Внешний слой покрыт маслостойкой и антивозрастной оболочкой., адаптация к условиям электропроводки внутри или снаружи бака трансформатора.
3. Передатчики сигналов: Основные блоки управления, поддерживающие до 64 каналы ввода сигнала. Они оснащены функцией обработки данных о температуре в режиме реального времени и сигнализацией о перегреве. (реле/акустооптический) Функции, и оснащены интерфейсами связи RS485/Ethernet для подключения к компьютерам верхнего уровня или системам SCADA.. Их компактный размер облегчает установку шкафа..
4. Монтажные уплотнительные аксессуары: Включает фланцевые пластины (для герметизации прохода кабеля через резервуар, совместимость с баками разной толщины), сквозные уплотнения (предотвращение утечки масла или попадания влаги), и зажимы для фиксации зонда (избегать смещения зонда, вызванного вибрацией обмотки, для обеспечения стабильного контакта).
5. Аксессуары для подключения и отладки: В комплект входят наборы для сварки волокон. (для обработки оптоволоконных разъемов), Силовые кабели (совместим с напряжением промышленного класса), и кабели связи (например, экранированные кабели RS485 для защиты от электромагнитных помех.). Некоторые конфигурации также включают портативные тестовые терминалы для отладки на месте..
6. Поддержка программного обеспечения и дисплеев: Базовая конфигурация включает панель отображения локальных данных. (для просмотра температуры в реальном времени в каждом канале). Доступно дополнительное программное обеспечение для удаленного управления данными., поддержка хранения температурной кривой, запрос исторических данных, и экспорт записей аварийных сигналов для удовлетворения потребностей анализа данных эксплуатации и технического обслуживания..

Часто задаваемые вопросы (Часто задаваемые вопросы)

1. Нужен ли флуоресцентным волоконно-оптическим датчикам прямой контакт с обмотками??

2. Нарушит ли установка этих датчиков работу моего трансформатора??

3. Нужно ли регулярно калибровать датчики??

4. Есть ли у вас глобальные примеры применения этих датчиков??

5. Можно ли использовать эти датчики в другом оборудовании, кроме трансформаторов??

Свяжитесь с нами для вашего индивидуального решения

Волоконно-оптический датчик температуры, Интеллектуальная система мониторинга, Производитель распределенного оптоволокна в Китае