油入変圧器と乾式変圧器の温度測定はどう違いますか。

油入変圧器と乾式変圧器では、絶縁、冷却、巻線構造が異なるため、温度測定方式もまったく同じではありません。

油入変圧器では通常、上部油温や巻線温度、巻線ホットスポット温度などを監視します。巻線温度は巻線温度計や熱モデルで推定するほか、埋め込み型の光ファイバー温度プローブを使って内部の所定位置で直接測定できます。乾式変圧器は絶縁油を使わないため、主に巻線、コイル、鉄心など、選定した機器部位の温度を監視します。乾式変圧器の温度制御にはPT100 / RTDセンサが広く使われます。一方、光学方式による直接測定、電気的絶縁、高電圧環境への対応、耐電磁干渉性が必要な場合には、光ファイバー温度センサを使用できます。

油入変圧器では油と巻線の両方の熱状態を監視する必要があります。一方、乾式変圧器には絶縁油がないため、主に巻線とコイルの温度に重点を置きます。適切な方式は、油温、平均巻線温度、推定ホットスポット、選定した巻線の物理位置の実温度のうち、何を測定する必要があるかで決まります。

油入変圧器で測定する温度の種類

油入変圧器では一般に、上部油温、必要に応じた特定位置の油温、巻線温度、巻線ホットスポット温度、埋込センサ使用時の内部巻線直接温度を監視します。

油温と巻線温度は同じではありません。巻線導体の温度は、負荷、冷却、巻線設計によって周囲の油温と異なるため、通常は一つの値として扱わず、別々に監視します。

乾式変圧器では何の温度を測りますか。

乾式変圧器は絶縁油を含まないため、巻線温度、コイル温度、各相巻線温度、必要に応じて選定した鉄心・構造部の温度を監視します。

これらの変圧器では通常、乾式変圧器用温度調節器に接続したPT100／RTDを使用します。選定した巻線点の直接測定には光ファイバープローブも使用できますが、すべての乾式変圧器に必要なわけではありません。

油入・乾式変圧器温度測定の比較一覧

実際のセンサ配置は変圧器設計と監視目的によります。

油入変圧器の油温測定方法

上部油温は一般に、変圧器上部付近の油温を代表する位置に設けた温度センサや油温計で測定します。この値は温度表示、警報、冷却制御、変圧器の一般的な監視に使えます。

油温は最高温度の巻線導体温度と直接一致しません。変圧器全体の熱状態について有用な情報を与えますが、巻線温度は別途評価する必要があります。

油入変圧器で巻線温度をどう測りますか。

油入変圧器の巻線温度には、一般に次の3方式のいずれかで対応します：

巻線温度計。 WTIは通常、計器設計に応じて、油温と負荷電流に関連する加熱補償から巻線温度を推定・模擬します。巻線導体を直接測定するものではありません。

熱モデル。 負荷、油温、変圧器の熱特性に基づく熱モデルを使用し、巻線またはホットスポットの推定温度値を生成します。

埋め込み光ファイバー温度センサ。 埋め込みプローブは推定・模擬値ではなく、選定した巻線の物理点で実温度を直接測定します。

乾式変圧器の巻線温度をどう測りますか。

PT100 / RTDセンサは、選定した巻線やコイル位置に配置し、温度調節器へ接続するのが一般的です。モデルによって、表示、警報、ファン制御、トリップ出力、通信に使用できます。

光ファイバープローブは、巻線の直接測温、高電圧箇所、強電磁界環境、電気的に絶縁された測定が望ましい用途に使用できます。多くの一般的な乾式変圧器では、PT100が実用的で成熟した、広く採用されている選択肢です。

WTI・PT100・光ファイバー温度センサ比較

巻線温度の直接測定と温度推定

直接測定では、選定した巻線点にセンサを物理的に配置します。推定温度は直接の実測値ではなく、油温、負荷電流、熱モデル、その他の変圧器パラメータから求めます。

直接センサが測るのも選定した物理点だけで、巻線のすべての点ではありません。変圧器内の絶対的な最高温度位置を自動的に読み取るものと解釈しないでください。

センサ配置はどう異なりますか。

油入変圧器のセンサ配置には、選定した巻線ホットスポット領域、巻線内部の埋込み位置、油温測定位置、貫通部までの経路などが含まれます。乾式変圧器では、各相の巻線、コイル、選定した巻線表面や内部点、温度調節器が必要とするセンサ位置などが対象になります。

どちらの変圧器も、すべての設計に共通する固定の設置位置はありません。巻線と冷却の具体的な構造に従って配置します。一般的な位置選定の詳細は、変圧器巻線内の光ファイバーセンサ配置に関する関連記事で解説しています。

センサ設置の違い

油入変圧器の巻線埋込み光ファイバープローブは、巻線とタンクの完成後には内部アクセスが大きく制限されるため、通常、製造時または巻線組立時に計画する必要があります。

乾式変圧器も製造時にセンサを組み込めます。設計によっては、アクセス可能なセンサ位置の保守が比較的容易な場合もあります。いずれも、内部埋め込み測定は完成後に追加するのではなく、最終組み立て前に計画してください。

一般的に使う温度センサ数

センサ数は、変圧器の種類、相数、監視する巻線、測定高さ、対象ホットスポット位置、監視全体の目的によって決まります。

油入変圧器の光ファイバーシステムでは、6、8、9、12、16チャネルが一般的な構成例です。乾式変圧器の光ファイバー温度調節器では、3、4、6、7チャネルがよく使用されます。これらは一般的な構成例であり、業界で義務付けられた規格ではありません。実際のセンサ数は、個々の変圧器に定義した実際の測定点に合わせる必要があります。

多チャンネル温度監視はどう違うか

油入変圧器では、多チャネル監視で複数の巻線位置、相、高圧 / 低圧巻線部分、異なる巻線高さを対象にできます。乾式変圧器では、3相、複数の巻線点、追加の機器温度点を対象にできます。

どちらの場合も、通常1本の点式光ファイバープローブが1測定チャンネルを使います。必要チャンネル数の決め方は別の記事で解説しています。

2種類の変圧器でファイバー長はどう異なりますか。

油入変圧器では、巻線から内部経路を通り、貫通部を経由して外部計器へ至るため、ファイバーの内部経路が長くなる場合があります。乾式変圧器では、設計に応じて監視コントローラを巻線やコイルにより近い位置へ設置することがよくありますが、すべての設置でそうなるわけではありません。

多くの変圧器用途では、ファイバー長3-5 mが実用的な初期目安になります。一般的な光ファイバープローブ構成は、プローブ構造とプロジェクト要件に応じて約0-20 mに対応します。これは経路設計上の検討事項であり、変圧器の種類によって決まる固定的な規則ではありません。詳しくは、光ファイバー温度センサのファイバー長の選び方に関する専用ガイドで説明しています。

警報と制御機能はどう違うか

油入変圧器の監視は、冷却ファン、油ポンプ、警報、変圧器監視システム、PLC / SCADA連携と関係する場合があります。乾式用調節器は、温度表示、ファン制御、警報出力、トリップ機能、通信などを管理します。

利用できる機能は変圧器形式自体ではなく、選定した監視計測器や調節器によります。製品によってRS485、Modbus RTU、アナログ出力、警報リレーなどを備えます。

光ファイバー温度測定が有用な条件は。

油入変圧器では、光ファイバー方式は巻線ホットスポットの直接測定、巻線への埋め込み測定、高電圧環境、内部の多点監視に有用です。乾式変圧器では、巻線の直接測定、電気的絶縁、高電圧の巻線位置、強い電磁界環境、特殊な監視要件に対応する際に有用です。

光ファイバーセンサは従来の変圧器温度センサを補完するもので、すべてを自動的に置き換えるものではありません。選択は監視目的が実際に必要とする内容によります。

どの温度測定方法を選ぶべきですか。

油温が必要なら、適切な油温測定方法を使います。従来方式の推定巻線温度で十分なら、WTIや熱モデルが適する場合があります。選定した巻線内部の点で実温度が必要なら、埋め込み型の光ファイバー測定が適する場合があります。

一般的な乾式変圧器の巻線温度制御には、PT100 / RTDと温度調節器の組み合わせがよく使われます。電気的絶縁や直接の光学測定が必要なら、従来センサとの併用または代替として光ファイバー温度測定を検討できます。

用途別に見る油入・乾式変圧器の温度監視

変圧器の温度監視方式選定に必要な情報は何ですか。

• 変圧器種類
• 油入・乾式。
• 変圧器定格
• 相数
• 巻線構造
• 測定する温度点
• 油温要件。
• 巻線温度要件
• 直接・推定測定。
• 感温点数
• 光ファイバー長
• 必要チャンネル数
• 監視計器の位置
• 必要警報機能
• 必要通信インターフェース
• PLC / SCADA連携要件

変圧器温度測定でよくある誤解

油温と巻線温度は同じである。 異なる熱的位置を示し、巻線導体は周囲油と温度が異なる場合があります。

WTIは巻線導体を直接測る。 WTIは通常、導体の直接値ではなく、設計に応じた模擬・推定巻線温度を示します。

乾式変圧器は温度センサを1つしか使わない。 本数は相数と必要測定点によります。

光ファイバープローブ1本で巻線全体を測る。 点プローブ1本が測るのは指定物理位置1箇所であり、巻線全体ではありません。

油入変圧器と乾式変圧器は同じセンサ配置を使用する。 冷却、絶縁、測定目的が異なるため、センサ構成もそれに応じて異なります。