Wskaźniki temperatury oleju i uzwojenia transformatora odnoszą się do różnych wielkości cieplnych. OTI pokazuje temperaturę oleju w miejscu zamontowania czujnika. Konwencjonalny WTI zwykle odtwarza temperaturę uzwojenia na podstawie temperatury oleju i kompensacji zależnej od obciążenia. Z tego powodu zakresów wskazań, progów alarmowych i odczytów nie można traktować zamiennie bez sprawdzenia zastosowanej metody pomiaru.
Rozróżnienie ma największe znaczenie, gdy dwie tarcze na tym samym transformatorze pokazują różne liczby lub gdy ktoś pyta, który wskaźnik ma „wyższy zakres”. Odpowiedzi zależą od tego, co reprezentuje każdy instrument, jak jest zbudowany i jak został skonfigurowany dla konkretnego transformatora.
Wskaźnik temperatury oleju i wskaźnik temperatury uzwojenia nie mierzą tego samego
Wskaźnik temperatury oleju (OTI). OTI pokazuje temperaturę oleju uzyskaną z czujnika. W wielu zastosowaniach wielkością braną pod uwagę jest górna temperatura oleju, ponieważ olej znajdujący się na górze zbiornika lub w pobliżu wylotu oleju odzwierciedla stan cieplny obwodu chłodzącego. Odczyt opisuje olej w miejscu wykrywania, a nie w przewodach.
Wskaźnik temperatury uzwojenia (WTI). Wartość WTI reprezentuje stan termiczny uzwojenia. W zależności od konstrukcji przyrządu reprezentacja ta może być oceną uzyskaną na podstawie temperatury oleju powiększonej o korektę związaną z obciążeniem. Jest to wskaźnik temperatury uzwojenia i nie należy zakładać, że jest to temperatura przewodu odczytana przez czujnik wbudowany w uzwojenie.
Obydwa przyrządy należą do szerszej dziedziny monitorowania temperatury transformatora , ale odpowiadają na różne pytania. OTI i WTI to konwencjonalne metody wskazywania, a bezpośredni pomiar światłowodowy to trzecie podejście, które ma swoją własną rolę.
Porównanie rdzeni: OTI vs WTI
| Pozycja | Wskaźnik temperatury oleju / OTI | Wskaźnik temperatury uzwojenia / WTI |
|---|---|---|
| Zmierzona/reprezentowana ilość | Temperatura oleju w miejscu pomiaru, często powyżej poziomu oleju | Wskazanie temperatury uzwojenia, często szacunkowa temperatura uzwojenia |
| Zasada pomiaru | Pomiar temperatury oleju poprzez żarówkę czujnikową lub równoważny element | W wielu konwencjonalnych konstrukcjach temperatura odniesienia oleju plus kompensacja termiczna zależna od prądu obciążenia (obraz termiczny) |
| Związek z obciążeniem transformatora | Reaguje na obciążenie pośrednio, poprzez ogrzewanie oleju | Zwykle zawiera termin zależny od obciążenia, w zależności od konstrukcji przyrządu |
| Związek z gorącym punktem uzwojenia | Nie przedstawia bezpośrednio gorącego punktu | Przeznaczone do przybliżonego zachowania termicznego uzwojenia; nie jest gwarantowanym pomiarem w gorącym punkcie |
| Typowa lokalizacja czujnika | Kieszeń olejowa lub osłona termometru, zwykle w pobliżu górnej części zbiornika | Kieszeń olejowa lub osłona termometryczna z kompensacją wyprowadzoną na podstawie prądu obciążenia |
| Zakres wyświetlania | Specyficzne dla instrumentu; zależy od modelu miernika i specyfikacji transformatora | Specyficzne dla instrumentu; zależy od modelu miernika i specyfikacji transformatora |
| Użycie alarmu/wyłączenia | Styki skonfigurowane zgodnie z projektem i wymaganiami producenta | Styki skonfigurowane zgodnie z projektem i wymaganiami producenta |
| Bezpośredni lub pośredni pomiar uzwojenia | To nie jest pomiar uzwojenia | Pośrednie w wielu konwencjonalnych konstrukcjach |
Wskaźnik temperatury oleju a wskaźnik temperatury uzwojenia: 6 głównych różnic
1. Reprezentują różne temperatury
OTI reprezentuje temperaturę oleju. WTI reprezentuje wskaźnik temperatury uzwojenia, który w zależności od konstrukcji jest raczej szacunkową temperaturą uzwojenia niż bezpośrednim pomiarem przewodu.
Ponieważ reprezentują one różne wielkości fizyczne, należy spodziewać się różnicy pomiędzy dwoma odczytami w tym samym momencie. Uzwojenie przenosi straty obciążenia i podgrzewa otaczający olej, więc wskazania związane z uzwojeniem i odczyt oleju zbiorczego nie muszą się zgadzać. Luka między nimi jest normalną konsekwencją tego, co reprezentuje każdy miernik, a nie oznaką uszkodzenia jednego z przyrządów.
2. Ich zasady pomiaru są różne
OTI mierzy temperaturę oleju w miejscu zamontowania elementu czujnikowego. Odczyt następuje po oleju i niczym więcej.
Wiele konwencjonalnych projektów WTI zaczyna się od temperatury odniesienia oleju i dodaje korekcję związaną z prądem obciążenia, często opisywaną jako obraz termiczny lub kompensacja termiczna. Korekta ma na celu przybliżenie, jak bardzo uzwojenie przebiega nad olejem przy obecnym obciążeniu. Dokładna implementacja różni się w zależności od konstrukcji instrumentu, dlatego zasadę należy czytać jako ogólną koncepcję, a nie opis każdego modelu.
Praktyczną konsekwencją jest to, że moc wyjściowa WTI zależy zarówno od pomiaru oleju, jak i od składnika modelowanego lub kompensowanego. Aby uzyskać pełniejsze spojrzenie na podejście pośrednie i bezpośrednie, zobacz , jak mierzona jest temperatura uzwojenia transformatora .
3. Ich zakresy wyświetlania nie są uniwersalne
Nie ma jednego uniwersalnego zakresu wskaźników temperatury oleju ani zakresu wskaźników temperatury uzwojenia dla każdego transformatora.
Zakres wydrukowany na tarczy lub skonfigurowany na mierniku zależy od:
- model instrumentu
- konstrukcja transformatora
- oczekiwana temperatura pracy
- specyfikacja producenta
- Filozofia alarmów i zabezpieczeń
Dwa transformatory mogą używać mierników o różnych skalach, a OTI i WTI na tym samym transformatorze mogą mieć również różne skale. Szersza czy węższa tarcza sama w sobie nie mówi nic o wydajności cieplnej transformatora.
Dwa punkty łatwo pomylić:
- Zakres skali nie jest normalnym zakresem roboczym. Skala informuje o tym, co może wyświetlić przyrząd, a nie o tym, gdzie ma pracować transformator.
- Zakres skali nie jest wartością zadaną alarmu. Styki alarmowe i wyłączające są ustawione na wartości określone w specyfikacji transformatora i schemacie zabezpieczeń, które mogą znajdować się w dowolnym miejscu wyświetlanej skali.
Poniższa sekcja dotycząca asortymentu bardziej szczegółowo opisuje te pomysły.
4. WTI reaguje inaczej na obciążenie
Gdy prąd obciążenia wzrasta, uzwojenie generuje więcej ciepła w przewodach. Stan termiczny uzwojenia może wzrosnąć w inny sposób niż temperatura oleju w masie, ponieważ olej musi odprowadzać ciepło przez obwód chłodzenia i reaguje własnym opóźnieniem termicznym.
WTI z kompensacją zależną od obciążenia odzwierciedla ten wpływ obciążenia w swoim wskazaniu, podczas gdy OTI podąża za olejem i dlatego reaguje na tę samą zmianę obciążenia inną ścieżką. Z tego powodu oba odczyty mogą zmieniać się z różną szybkością, gdy zmienia się obciążenie, i mogą się różnić podczas wzrostu lub spadku obciążenia, nawet jeśli zgadzają się w miarę dobrze w stabilnych warunkach. Wielkość efektu zależy od konstrukcji transformatora, układu chłodzenia i konfiguracji przyrządu i nie ma zastosowania żadna uniwersalna stała czasowa.
5. OTI i WTI pełnią różne funkcje monitorowania
OTI jest zorientowany na stan termiczny oleju. Umożliwia obserwację obiegu chłodzącego oraz ogólnego stanu cieplnego oleju transformatorowego.
Wskaźnik WTI jest zorientowany na wskazanie temperatury uzwojenia. Daje operatorom i systemom zabezpieczającym sygnał uwzględniający obciążenie związany z nagrzewaniem uzwojeń.
Obydwa uzupełniają się. Jedno nie zastępuje po prostu drugiego, a projekt może wykorzystywać logikę alarmów lub sterowania z każdego z nich do różnych celów, takich jak sterowanie chłodzeniem z jednego sygnału i alarmy związane z uzwojeniem z innego. Sposób przydzielania tych funkcji zależy od specyfikacji transformatora i projektu zabezpieczenia.
6. Konwencjonalny WTI różni się od bezpośredniego pomiaru uzwojenia światłowodu
Tradycyjny WTI często zapewnia pośrednie lub modelowane wskazanie uzwojenia. Sonda światłowodowa wbudowana w konstrukcję transformatora może bezpośrednio mierzyć temperaturę w wybranym miejscu uzwojenia.
INNO wykorzystuje punktowy, światłowodowy czujnik temperatury oparty na fluorescencji. W tym podejściu jedna sonda to jeden zdefiniowany fizyczny punkt wykrywania, a wiele sond to wiele niezależnych punktów wykrywania. Pojedyncza sonda mierzy tylko lokalizację, w której jest zainstalowana, więc pokrycie kilku lokalizacji wymaga kilku niezależnych sond i kanałów.
Pomiar światłowodowy dodaje zatem inny rodzaj danych: fizyczny odczyt w wybranym punkcie, a nie wywnioskowaną wartość. Nie zastępuje domyślnie każdej funkcji OTI lub WTI i nie znajduje automatycznie najgorętszego punktu. Temat ten został rozwinięty w sekcji porównawczej poniżej, a pełne porównanie zostało opisane w istniejącym artykule na temat wskaźnika temperatury uzwojenia w porównaniu ze światłowodowym czujnikiem temperatury .
Co oznacza „zakres” na wskaźniku temperatury transformatora?
Słowo „zakres” jest używane w odniesieniu do trzech odrębnych pomysłów. Pomieszanie ich jest najczęstszym źródłem nieporozumień, gdy ludzie porównują wskaźnik temperatury oleju ze wskaźnikiem temperatury uzwojenia.
Zakres skali miernika
Jest to zakres temperatur, jaki przyrząd jest w stanie wyświetlić, od najniższego do najwyższego oznaczenia na tarczy lub od najniższej do najwyższej wartości na wyświetlaczu. Jest to właściwość modelu instrumentu. Informuje o możliwościach pomiarowych miernika, a nie o zachowaniu transformatora.
Oczekiwany zakres działania
Jest to zakres temperatur, jakie oczekuje się, że sprzęt osiągnie w rzeczywistych warunkach pracy, biorąc pod uwagę jego obciążenie, chłodzenie i środowisko otoczenia. Wynika to z projektu i specyfikacji transformatora. Nie będzie pasować do zakresu skali i może różnić się między olejem a uzwojeniem.
Ustawienia alarmów i wyłączeń
Są to wartości zadane zaprogramowane w stykach miernika lub w systemie monitorowania w celu zabezpieczenia i sterowania. Są one określone przez producenta, specyfikację projektu i filozofię ochrony. Nie są one ustalone przez skalę zegarową i zawsze należy je zweryfikować w oparciu o dokumentację transformatora, a nie przyjmować na podstawie typowej wartości.
Te trzy rzeczy to nie to samo. Wskaźnik z szeroką skalą nie oznacza wysokiej temperatury pracy, a wartość alarmowa nie jest końcem skali. Numerów ogólnych skopiowanych z jednego projektu nie należy nakładać na inny, gdyż różni producenci, projekty i konfiguracje projektów inaczej ustawiają te wartości.
Dlaczego OTI i WTI mogą pokazywać różne temperatury?
Kilka czynników może sprawić, że te dwa odczyty będą się różnić, przy czym żaden z nich nie będzie automatycznie błędny:
- Załaduj. Wyższe obciążenie zwiększa straty w uzwojeniu, co wpływa na wskazania uzwojenia i poziom oleju w różnym tempie.
- Stan termiczny oleju. Temperatura oleju zależy od stanu chłodzenia, cyrkulacji i umiejscowienia punktu pomiarowego w oleju.
- Straty uzwojenia. Ciepło powstające w przewodnikach dociera do miejsca detekcji dopiero po przejściu przez izolację i olej.
- Opóźnienie termiczne. Olej reaguje wolniej niż uzwojenie na zmiany obciążenia, więc oba obciążenia mogą się różnić w stanach nieustalonych.
- Konstrukcja instrumentu. Różne mierniki wykorzystują różne układy wykrywania i kompensacji.
- Lokalizacja czujnika. Miejsce umieszczenia elementu czujnikowego zmienia odczytany wynik.
- Metoda kompensacji termicznej. Sposób, w jaki WTI stosuje korektę związaną z obciążeniem, określa, w jaki sposób jego wskazanie odnosi się do temperatury oleju.
Różnica pomiędzy odczytami stanowi informację o stanie cieplnym transformatora i należy ją odczytać w świetle powyższych czynników przed wyciągnięciem jakichkolwiek wniosków na temat dokładności przyrządu.
WTI a bezpośredni pomiar temperatury uzwojenia światłowodu
| Metoda | Co reprezentuje | Bezpośredni pomiar punktu fizycznego | Typowa rola |
|---|---|---|---|
| OTI | Temperatura oleju w miejscu pomiaru | Nie, mierzy olej, a nie punkt uzwojenia | Wskazanie stanu termicznego oleju, wejścia alarmowe i sterujące |
| Konwencjonalny WTI | Wskazanie temperatury uzwojenia, często szacowane na podstawie temperatury oleju i kompensacji obciążenia | Nie w wielu konwencjonalnych konstrukcjach | Sygnalizacja termiczna uzwojenia, wejścia alarmowe i sterujące |
| Światłowodowa sonda uzwojenia | Temperatura bezpośrednia w wybranym zainstalowanym punkcie uzwojenia | Tak, w tym momencie | Bezpośredni pomiar uzwojenia w wybranych lokalizacjach |
Bezpośredni pomiar punktu nie oznacza automatycznej lokalizacji gorącego punktu. Pozycje sond należy wybrać podczas projektowania transformatora lub planowania termicznego.
W przypadku projektów wymagających bezpośredniego monitorowania gorących punktów wartość podejścia światłowodowego zależy od miejsca umieszczenia sond. zanurzony w oleju światłowodowy czujnik temperatury uzwojenia transformatora mierzy temperaturę w miejscu zainstalowania, więc jakość informacji zależy od planowania związanego z rozmieszczeniem. Praktyczną stronę doboru tych punktów opisałem w artykule gdzie czujniki temperatury umieszczane są w uzwojeniach transformatora .
Gdy interesujących jest kilka lokalizacji uzwojeń, system jest skonfigurowany z kilkoma niezależnymi sondami i kanałami. światłowodowy system monitorowania temperatury transformatora zanurzonego w oleju jest rozmieszczony wokół liczby punktów, prowadzenia włókien i kanałów monitorowania wymaganych przez projekt.
Jak inżynierowie powinni wspólnie interpretować odczyty OTI i WTI?
Kilka nawyków pracy pozwala na ugruntowanie interpretacji:
- Porównaj każdy odczyt z własną specyfikacją przyrządu. OTI i WTI mają różne skale, układy czujników i ustawienia, więc każdy odczyt ma swoje własne odniesienie.
- Spójrz na trendy, a nie na jedną izolowaną wartość. Trend rosnący lub malejący w czasie mówi więcej niż pojedynczy obraz, zwłaszcza podczas zmian obciążenia.
- Powiązanie odczytów z obciążeniem transformatora. WTI w szczególności zawiera termin związany z obciążeniem, więc obciążenie w momencie odczytu jest częścią kontekstu.
- Sprawdź ustawienia alarmów pod kątem wymagań transformatora i producenta. Wartości zadane powinny pochodzić z dokumentacji tego urządzenia, a nie z typowej wartości stosowanej gdzie indziej.
- Zbadaj nieoczekiwaną rozbieżność. Jeśli odstęp pomiędzy OTI i WTI zmienia się w sposób, który nie wyjaśnia obciążenia, stanu chłodzenia i opóźnienia termicznego, sprawdź układ chłodzenia, instalację czujnikową i konfigurację przyrządu.
- Nie należy wnioskować dokładnej temperatury gorącego punktu uzwojenia na podstawie samego OTI. OTI odzwierciedla olej, a gorący punkt uzwojenia zależy od konstrukcji uzwojenia i miejsca wytwarzania ciepła. Artykuł na temat , co powoduje powstawanie gorących punktów w transformatorach wyjaśnia, dlaczego gorący punkt nie jest tym samym, co jakikolwiek odczyt pojedynczego miernika.
Przykład: temperatura oleju rośnie wolniej niż wskazanie uzwojenia
Rozważmy transformator, w którym wzrasta obciążenie. Wskazanie WTI rośnie, ponieważ jego kompensacja zależna od obciążenia reaguje na wyższy prąd. Temperatura oleju w masie i w górnej części różni się w zależności od zmiany obciążenia, ponieważ olej nagrzewa się w obwodzie chłodzenia i z własnym opóźnieniem termicznym, w związku z czym OTI porusza się z różną prędkością.
Jeśli transformator posiada również bezpośrednią sondę światłowodową w wybranym miejscu uzwojenia, sonda ta zapewnia trzeci, osobny pomiar: temperaturę fizyczną w tym zainstalowanym miejscu. Nie jest to ani temperatura oleju, ani modelowane wskazanie uzwojenia.
Te trzy odczyty opisują trzy różne rzeczy: temperaturę oleju, wskazanie termiczne uzwojenia i temperaturę w jednym określonym punkcie uzwojenia. Nie oczekuje się od nich zgodności, a różnice niosą ze sobą informację o tym, jak ciepło przemieszcza się z uzwojenia do oleju.