Oliegevulde en droge transformatoren vragen om verschillende meetmethoden vanwege hun afwijkende isolatie, koeling en wikkelingsopbouw.
Oliegevulde transformatoren bewaken doorgaans onder meer de bovenolietemperatuur en de wikkeling- of wikkelingshotspottemperatuur. De wikkelingstemperatuur kan worden geschat met een wikkelingstemperatuurindicator of thermisch model, of rechtstreeks op gekozen interne punten worden gemeten met ingebedde glasvezeltemperatuursondes. Droge transformatoren bevatten geen isolatieolie; daarom ligt de nadruk op wikkeling-, spoel-, kern- of andere geselecteerde apparatuurtemperaturen. In regelsystemen voor droge transformatoren worden vaak PT100/RTD-sensoren gebruikt. Glasvezelsensoren zijn een optie wanneer directe optische meting, elektrische isolatie of hoge weerstand tegen elektromagnetische interferentie nodig is.
Kort gezegd: bij oliegevulde transformatoren moeten zowel olie als wikkeling thermisch worden bewaakt; droge transformatoren richten zich vooral op wikkelingen en spoelen omdat isolatieolie ontbreekt. De juiste methode hangt af van de gewenste grootheid: olietemperatuur, gemiddelde wikkelingstemperatuur, geschatte hotspot of werkelijke temperatuur op een gekozen fysiek meetpunt in de wikkeling.
Welke temperaturen worden in een oliegevulde transformator gemeten?
Bij oliegevulde transformatoren worden vaak de bovenolietemperatuur, andere vereiste olietemperaturen, wikkelingstemperatuur, wikkelingshotspottemperatuur en, met ingebedde sensoren, de interne wikkelingstemperatuur gemonitord.
Olietemperatuur is niet hetzelfde als wikkelingstemperatuur. Afhankelijk van belasting, koeling en wikkelingsontwerp kan de geleider warmer of koeler zijn dan de omringende olie. Beide grootheden worden daarom doorgaans afzonderlijk gevolgd.
Welke temperaturen worden in een droge transformator gemeten?
Een droge transformator bevat geen isolatieolie. De monitoring richt zich daarom op wikkeling-, spoel- en fasewikkelingstemperaturen en, indien nodig, geselecteerde kern- of constructietemperaturen.
Bij droge transformatoren worden vaak PT100/RTD-sensoren aangesloten op een temperatuurregelaar. Voor gekozen directe meetpunten in de wikkeling zijn ook glasvezelsondes mogelijk, maar niet elke installatie vereist die.
Temperatuurmeting vergelijken: oliegevulde versus droge transformator
| Onderdeel | Oliegevulde transformator | Droge transformator |
|---|---|---|
| Belangrijkste koelmedium | Olie / olie met extern koelsysteem | Lucht / natuurlijke of geforceerde luchtkoeling, afhankelijk van ontwerp |
| Belangrijkste temperatuurmeetpunten | Olie en wikkeling | Vooral wikkeling en spoel |
| Olietemperatuurmeting | Ja | Niet van toepassing |
| Gebruikelijke wikkelingsmeting | WTI / thermische schatting / directe sensoren | PT100 / RTD / directe sensoren |
| Directe interne meting | Ingebedde glasvezelsondes mogelijk | Glasvezel of RTD, afhankelijk van ontwerp |
| Typische regelaar | Transformatormeetapparaat / WTI / OTI | Temperatuurregelaar voor droge transformator |
| Sensorinstallatie | Vaak gepland tijdens de productie van de transformator | Afhankelijk van wikkeling, spoel en regelaarontwerp |
| Meting op meerdere punten | Beschikbaar | Beschikbaar |
De werkelijke sensoropstelling hangt af van het transformatorontwerp en de monitoringdoelen.
Hoe wordt de olietemperatuur in een oliegevulde transformator gemeten?
De bovenolietemperatuur wordt doorgaans gemeten met een temperatuursensor of olietemperatuurindicator op een plek die de olie bij het bovenste deel van de transformator vertegenwoordigt. De waarde kan worden gebruikt voor weergave, alarmen, koelingregeling en algemene transformatorbewaking.
De olietemperatuur is niet rechtstreeks gelijk aan de temperatuur van de warmste wikkelingsgeleider. Ze geeft nuttige informatie over de algemene thermische toestand, maar de wikkelingstemperatuur moet afzonderlijk worden beoordeeld.
Hoe wordt de wikkelingstemperatuur in een oliegevulde transformator gemeten?
Voor de wikkelingstemperatuur van een oliegevulde transformator worden doorgaans drie benaderingen gebruikt:
Wikkelingstemperatuurindicator. Een WTI schat of simuleert de wikkelingstemperatuur doorgaans op basis van de olietemperatuur plus een compensatie voor de door belastingstroom veroorzaakte verwarming. Dit hangt af van het instrumentontwerp; de geleider wordt niet rechtstreeks gemeten.
Thermisch model. Een thermisch model gebruikt belasting, olietemperatuur en thermische eigenschappen van de transformator om een geschatte wikkeling- of hotspottemperatuur te berekenen.
Ingebedde glasvezeltemperatuursensor. Een ingebedde sonde meet rechtstreeks de werkelijke temperatuur op het gekozen fysieke punt in de wikkeling, in plaats van een geschatte of gesimuleerde waarde.
Hoe wordt de wikkelingstemperatuur in een droge transformator gemeten?
PT100/RTD-sensoren worden vaak op gekozen plekken in wikkelingen of spoelen geplaatst en aangesloten op een temperatuurregelaar. Afhankelijk van het model kan de regelaar de waarde weergeven, alarm geven, ventilatoren aansturen, een uitschakeluitgang leveren of communiceren.
Glasvezelsondes zijn bruikbaar voor rechtstreekse wikkelingsmeting, hoogspanningslocaties, sterke elektromagnetische velden of situaties waarin elektrisch geïsoleerde meting de voorkeur heeft. PT100 blijft een beproefde en veelgebruikte optie voor conventionele droge transformatoren.
WTI versus PT100 versus glasvezeltemperatuursensor
| Meetmethode | Typische toepassing | Wat wordt gemeten | Belangrijkste eigenschap |
|---|---|---|---|
| WTI | Oliegevulde transformator | Geschatte / gesimuleerde wikkelingstemperatuur | Geschikt voor conventionele thermische transformatorbewaking |
| PT100 / RTD | Droge transformatoren en bereikbare meetpunten | Temperatuur op de sensorlocatie | Beproefde elektrische temperatuursensor |
| Glasvezelsonde | Wikkelingen in oliegevulde of droge transformatoren | Werkelijke temperatuur op het gekozen fysieke meetpunt | Elektrische isolatie en weerstand tegen elektromagnetische interferentie |
Rechtstreekse wikkelingsmeting versus temperatuurschatting
Bij rechtstreekse meting bevindt de sensor zich fysiek op een gekozen punt in de wikkeling. Een geschatte temperatuur wordt berekend uit onder meer olietemperatuur, belastingsstroom en een thermisch model, niet uit een directe fysieke meting.
| Meettype | Resultaat | Gebruikelijke methode |
|---|---|---|
| Rechtstreekse puntmeting | Werkelijke temperatuur op gekozen meetpunt | Glasvezelsonde / geschikte ingebedde sensor |
| Geschatte wikkelingstemperatuur | Berekende thermische waarde | WTI / thermisch model |
| Gemiddelde wikkelingstemperatuur | Gemiddeld thermisch resultaat van de wikkeling | Weerstandsmethode |
Een directe sensor meet nog steeds alleen het gekozen fysieke punt, niet elk punt in de wikkeling. De meting geeft niet automatisch de absoluut heetste locatie in de transformator aan.
Hoe verschilt de plaatsing van sensoren?
Bij oliegevulde transformatoren kan de plaatsing betrekking hebben op gekozen wikkelingshotspots, ingebedde interne punten, oliemeetlocaties en de route naar een doorvoer. Bij droge transformatoren kunnen het een fasewikkeling, spoel, gekozen wikkelingsoppervlak of intern punt zijn, evenals de meetpunten die de temperatuurregelaar vereist.
Geen van beide typen heeft voor elk ontwerp één vaste montageplek. De plaatsing moet aansluiten op de wikkeling en koelconstructie. Een begeleidend artikel over de plaatsing van glasvezelsensoren in transformatorwikkelingen geeft meer details.
Hoe verschilt de sensorinstallatie?
Ingebedde glasvezelsondes in oliegevulde transformatoren moeten meestal tijdens de productie of wikkelingsmontage worden gepland. Zodra wikkeling en tank zijn voltooid, is de interne toegang zeer beperkt.
Ook bij droge transformatoren kan de sensoropstelling tijdens de productie worden geïntegreerd. Afhankelijk van het ontwerp zijn sommige bereikbare posities eenvoudiger te onderhouden. Bij beide typen moet ingebedde interne meting vóór de eindmontage worden gepland, niet achteraf.
Hoeveel temperatuursensoren worden doorgaans gebruikt?
Het aantal hangt af van het transformatortype, het aantal fasen, de te bewaken wikkelingen, meethoogten, relevante hotspotlocaties en het algemene monitoringdoel.
Glasvezelsystemen voor oliegevulde transformatoren gebruiken vaak configuraties met 6, 8, 9, 12 of 16 kanalen. Temperatuurregelaars voor droge transformatoren hebben vaak 3, 4, 6 of 7 kanalen. Dit zijn gebruikelijke configuratiepatronen, geen verplichte industriestandaarden. Het werkelijke aantal sensoren moet overeenkomen met de voor de specifieke transformator vastgelegde meetpunten.
Hoe verschilt meerkanaals temperatuurmonitoring?
Bij oliegevulde transformatoren kan meerkanaalsmonitoring meerdere wikkelingslocaties, fasen, hoog- en laagspanningswikkelingen en verschillende wikkelingshoogten omvatten. Bij droge transformatoren kunnen drie fasen, meerdere wikkelingspunten en aanvullende meetpunten op apparatuur worden bewaakt.
In beide gevallen gebruikt één glasvezelpuntsonde doorgaans één meetkanaal. Een apart artikel bespreekt hoe u het benodigde aantal kanalen voor een glasvezeltemperatuurmonitoringsysteem bepaalt.
Hoe verschilt de vezellengte tussen beide transformatortypen?
Bij oliegevulde transformatoren kan de vezel een langere interne route volgen: vanaf de wikkeling via de interne geleiding naar een doorvoer en vervolgens naar het externe meetapparaat. Bij droge transformatoren staat de regelaar vaak dichter bij de wikkeling of spoel, afhankelijk van het ontwerp; dat geldt niet voor elke installatie.
Voor veel transformatortoepassingen is 3–5 m een praktisch uitgangspunt voor de vezellengte. Afhankelijk van sondeconstructie en projectvereisten ondersteunen gangbare configuraties ongeveer 0–20 m. Dit is een kwestie van routing, geen vaste regel per transformatortype. Een aparte handleiding gaat dieper in op de vezellengte van glasvezeltemperatuursensoren.
Hoe verschillen alarm- en regelfuncties?
Monitoring van oliegevulde transformatoren kan gekoppeld zijn aan koelventilatoren, oliepompen, alarmen, transformatorbewakingssystemen en PLC/SCADA. Regelaars voor droge transformatoren kunnen temperatuurweergave, ventilatorregeling, alarmuitgangen, uitschakelfuncties en communicatie verzorgen.
Beschikbare functies hangen af van het gekozen meetapparaat of de regelaar, niet alleen van het transformatortype. Afhankelijk van het product kunnen interfaces RS485, Modbus RTU, analoge uitgangen of alarmrelais omvatten.
Wanneer is glasvezeltemperatuurmeting nuttig?
Bij oliegevulde transformatoren is glasvezelmeting nuttig voor rechtstreekse hotspotmeting in wikkelingen, ingebedde meting, hoogspanningsomgevingen en interne monitoring op meerdere punten. Bij droge transformatoren is ze nuttig voor rechtstreekse wikkelingsmeting, elektrische isolatie, hoogspanningslocaties, sterke elektromagnetische velden en bijzondere monitoringvereisten.
Glasvezelsensoren vullen conventionele transformatortemperatuursensoren aan; ze vervangen niet automatisch elk type. De keuze hangt af van het werkelijke monitoringdoel.
Welke temperatuurmeetmethode moet u kiezen?
Is de olietemperatuur nodig, gebruik dan een passende olietemperatuurmeetmethode. Volstaat een conventionele geschatte wikkelingstemperatuur, dan kan een WTI of thermisch model geschikt zijn. Is de werkelijke temperatuur op een gekozen intern punt nodig, dan kan ingebedde glasvezelmeting passend zijn.
Voor conventionele regeling van droge transformatorwikkelingen worden vaak PT100/RTD-sensoren met een temperatuurregelaar gebruikt. Wanneer elektrische isolatie of rechtstreekse optische meting nodig is, kan glasvezelmeting naast of in plaats van conventionele sensoren worden overwogen.
Temperatuurmonitoring van oliegevulde en droge transformatoren per toepassing
| Vereiste | Oliegevulde transformator | Droge transformator |
|---|---|---|
| Olietemperatuur | Belangrijk | Niet van toepassing |
| Wikkelingstemperatuur | Belangrijk | Primair monitoringdoel |
| Geschatte hotspot | Vaak mogelijk via WTI of model | Afhankelijk van monitoringontwerp |
| Rechtstreekse meting op een punt in de wikkeling | Ingebedde optische sonde | Optische of geschikte contactsensor |
| Gebruikelijke conventionele sensor | Olie-indicator / WTI | PT100 / RTD |
| Glasvezelmeting | Nuttig voor rechtstreekse interne meetpunten | Nuttig voor geïsoleerde wikkelingsmeting |
| Meerkanaalsbewaking | Ja | Ja |
Welke informatie is nodig om een methode voor transformator-temperatuurmonitoring te kiezen?
- Transformatortype
- Oliegevuld of droog
- Vermogen van de transformator
- Aantal fasen
- Wikkelingsconstructie
- Te meten temperatuurpunten
- Vereisten voor olietemperatuur
- Vereisten voor wikkelingstemperatuur
- Rechtstreekse of geschatte meting
- Aantal meetpunten
- Glasvezellengte
- Benodigd aantal kanalen
- Locatie van het meetinstrument
- Vereiste alarmfuncties
- Vereiste communicatie-interface
- Vereiste PLC-/SCADA-integratie
Veelvoorkomende misverstanden over transformatortemperatuurmeting
Olie- en wikkelingstemperatuur zijn hetzelfde. Ze vertegenwoordigen verschillende thermische locaties; de temperatuur van de wikkelingsgeleider kan afwijken van die van de omringende olie.
Een WTI meet de wikkelingsgeleider rechtstreeks. Afhankelijk van het ontwerp geeft een WTI doorgaans een gesimuleerde of geschatte wikkelingstemperatuur weer, geen rechtstreekse meting van de geleider.
Droge transformatoren gebruiken maar één temperatuursensor. Het aantal sensoren hangt af van het aantal fasen en de vereiste meetpunten.
Een glasvezelsonde meet de volledige wikkeling. Een puntsonde meet één vast fysiek punt, niet de hele wikkeling.
Oliegevulde en droge transformatoren gebruiken dezelfde sensoropstelling. Koeling, isolatie en meetdoelen verschillen; daarom verschilt ook de sensoropstelling.