Os indicadores de temperatura do óleo e do enrolamento representam grandezas térmicas diferentes no transformador. O OTI mede o óleo na posição do sensor. Um WTI convencional geralmente reproduz a temperatura do enrolamento a partir da temperatura do óleo e de uma compensação dependente da carga. Por isso, leituras, faixas de indicação e limites de alarme não podem ser trocados diretamente entre os métodos.
A distinção é mais importante quando dois mostradores no mesmo transformador mostram números diferentes ou quando alguém pergunta qual medidor tem a "faixa mais alta". As respostas dependem do que cada instrumento representa, como é construído e como foi configurado para um transformador específico.
O medidor de temperatura do óleo e o medidor de temperatura do enrolamento não medem a mesma coisa
Indicador de temperatura do óleo (OTI). O OTI mostra a temperatura do óleo obtida a partir do seu arranjo de detecção. Em muitas aplicações, a quantidade de interesse é a temperatura do topo do óleo, porque o óleo no topo do tanque ou próximo à saída do óleo reflete o estado térmico do circuito de resfriamento. A leitura descreve o óleo no local de detecção, não nos condutores.
Indicador de temperatura do enrolamento (WTI). O WTI representa a condição térmica do enrolamento. Dependendo do projeto do instrumento, essa representação pode ser uma estimativa derivada da temperatura do óleo mais uma correção relacionada à carga. É uma indicação térmica do enrolamento e não deve ser assumida como uma temperatura do condutor lida por um sensor embutido no enrolamento.
Ambos os instrumentos pertencem ao campo mais amplo de monitoramento de temperatura do transformador , mas respondem a perguntas diferentes. OTI e WTI são abordagens de indicação convencionais, e a medição direta por fibra óptica é uma terceira abordagem com função própria.
Comparação principal: OTI vs WTI
| Item | Medidor de temperatura do óleo/OTI | Medidor de temperatura do enrolamento / WTI |
|---|---|---|
| Quantidade medida/representada | Temperatura do óleo no local de detecção, geralmente óleo superior | Indicação térmica do enrolamento, geralmente uma temperatura estimada do enrolamento |
| Princípio de medição | Sensor de temperatura do óleo através de um bulbo sensor ou elemento equivalente | Em muitos projetos convencionais, referência de temperatura do óleo mais compensação térmica relacionada à corrente de carga (imagem térmica) |
| Relação com a carga do transformador | Responde à carga indiretamente, através do aquecimento do óleo | Normalmente inclui um termo dependente de carga, dependendo do design do instrumento |
| Relação com o ponto quente sinuoso | Não representa o ponto quente diretamente | Destinado a aproximar o comportamento térmico do enrolamento; não é uma medição de ponto quente garantida |
| Localização típica do sensor | Bolsa de óleo ou poço termométrico, geralmente próximo ao topo do tanque | Bolsa de óleo ou poço termométrico, com compensação derivada da corrente de carga |
| Faixa de exibição | Específico do instrumento; depende do modelo do medidor e da especificação do transformador | Específico do instrumento; depende do modelo do medidor e da especificação do transformador |
| Uso de alarme/desarme | Contatos configurados por projeto e requisitos do fabricante | Contatos configurados por projeto e requisitos do fabricante |
| Medição de enrolamento direta ou indireta | Não é uma medição de enrolamento | Indireto em muitos designs convencionais |
Medidor de temperatura do óleo versus medidor de temperatura do enrolamento: 6 diferenças principais
1. Eles representam temperaturas diferentes
O OTI representa a temperatura do óleo. O WTI representa uma indicação térmica do enrolamento, que, dependendo do projeto, é uma temperatura estimada do enrolamento, em vez de uma medição direta do condutor.
Por representarem grandezas físicas diferentes, espera-se uma diferença entre as duas leituras no mesmo momento. Um enrolamento acarreta perdas de carga e aquece o óleo circundante, de modo que a indicação relacionada ao enrolamento e a leitura do óleo a granel não precisam corresponder. Uma lacuna entre eles é uma consequência normal do que cada medidor representa, e não um sinal de que um instrumento está com defeito.
2. Seus princípios de medição são diferentes
Um OTI detecta a temperatura do óleo onde seu elemento sensor está instalado. A leitura segue o óleo e nada mais.
Muitos projetos convencionais de WTI partem de uma referência de temperatura do óleo e adicionam uma correção relacionada à corrente de carga, muitas vezes descrita como imagem térmica ou compensação térmica. A correção destina-se a aproximar o quanto o enrolamento corre acima do óleo sob a carga atual. A implementação exata varia de acordo com o projeto do instrumento, portanto o princípio deve ser lido como um conceito geral e não como uma descrição de cada modelo.
A consequência prática é que a produção do WTI depende tanto de uma medição de petróleo quanto de um termo modelado ou compensado. Para uma visão mais completa das abordagens indireta versus direta, consulte como a temperatura do enrolamento do transformador é medida .
3. Seus intervalos de exibição não são universais
Não existe uma única faixa universal de medidor de temperatura do óleo ou faixa de medidor de temperatura do enrolamento para cada transformador.
A faixa impressa em um mostrador ou configurada em um medidor depende de:
- modelo de instrumento
- projeto do transformador
- temperatura operacional esperada
- especificação do fabricante
- filosofia de alarme e proteção
Dois transformadores podem usar medidores com escalas diferentes, e o OTI e o WTI no mesmo transformador também podem ter escalas diferentes. Um mostrador mais largo ou mais estreito, por si só, não diz nada sobre a capacidade térmica do transformador.
Dois pontos são fáceis de confundir:
- A faixa de escala não é a faixa operacional normal. A escala informa o que o instrumento pode exibir, e não onde o transformador deverá funcionar.
- A faixa de escala não é o ponto de ajuste do alarme. Os contatos de alarme e desarme são definidos com valores definidos pela especificação do transformador e esquema de proteção, que podem estar em qualquer lugar dentro da escala exibida.
A seção de intervalo abaixo separa essas ideias com mais detalhes.
4. WTI responde à carga de maneira diferente
Quando a corrente de carga aumenta, o enrolamento gera mais calor nos condutores. A condição térmica do enrolamento pode aumentar de forma diferente da temperatura do óleo a granel, porque o óleo tem que transportar o calor através do circuito de resfriamento e responde com seu próprio atraso térmico.
Um WTI com compensação relacionada à carga reflete essa influência da carga em sua indicação, enquanto um OTI segue o óleo e, portanto, responde à mesma mudança de carga por um caminho diferente. Por esta razão, as duas leituras podem mover-se a taxas diferentes quando a carga muda, e podem divergir durante a subida ou descida da carga, mesmo que concordem razoavelmente bem em condições estacionárias. O tamanho do efeito depende do projeto do transformador, do arranjo de resfriamento e da configuração do instrumento, e nenhuma constante de tempo universal se aplica.
5. OTI e WTI servem diferentes funções de monitoramento
O OTI é orientado para a condição térmica do óleo. Suporta a observação do circuito de refrigeração e do estado térmico geral do óleo do transformador.
O WTI é orientado para indicação térmica de enrolamentos. Ele fornece aos operadores e sistemas de proteção um sinal de reconhecimento de carga relacionado ao aquecimento dos enrolamentos.
Os dois são complementares. Um não substitui simplesmente o outro, e um projeto pode usar alarme ou lógica de controle de cada um para finalidades diferentes, como controle de resfriamento de um sinal e alarmes relacionados ao enrolamento de outro. A forma como essas funções são alocadas depende da especificação do transformador e do projeto de proteção.
6. WTI convencional é diferente da medição direta de enrolamento de fibra óptica
Um WTI tradicional geralmente fornece uma indicação de enrolamento indireta ou modelada. Uma sonda de fibra óptica, quando incorporada ao projeto do transformador, pode medir diretamente a temperatura em um local selecionado do enrolamento.
INNO usa sensor de temperatura de fibra óptica pontual baseado em fluorescência. Nesta abordagem, uma sonda é um ponto de detecção físico definido e múltiplas sondas são vários pontos de detecção independentes. Uma única sonda mede apenas o local onde está instalada, portanto, cobrir vários locais requer várias sondas e canais independentes.
A medição por fibra óptica adiciona, portanto, um tipo diferente de dados: uma leitura física em um ponto escolhido, em vez de um valor inferido. Ele não substitui todas as funções OTI ou WTI por padrão e não encontra automaticamente o ponto mais quente. Esse tópico é desenvolvido na seção de comparação mais abaixo, e o tratamento completo lado a lado está no artigo existente sobre indicador de temperatura do enrolamento versus sensor de temperatura de fibra óptica .
O que significa “faixa” em um medidor de temperatura de transformador?
A palavra “intervalo” é usada para três ideias distintas. Misturá-los é a fonte mais comum de confusão quando as pessoas comparam um medidor de temperatura do óleo com um medidor de temperatura do enrolamento.
Faixa de Escala do Medidor
Este é o intervalo de temperaturas que o instrumento é capaz de exibir, da marca mais baixa à mais alta no mostrador ou do valor mais baixo ao mais alto no display. É uma propriedade do modelo do instrumento. Ele informa a capacidade de medição do medidor, não como o transformador se comporta.
Faixa Operacional Esperada
Esta é a região de temperaturas que o equipamento deverá atingir em condições reais de trabalho, dada a sua carga, refrigeração e ambiente. Ele vem do projeto e das especificações do transformador. Não corresponderá à faixa de escala e pode diferir entre o óleo e o enrolamento.
Configurações de Alarme e Desarme
Estes são os pontos de ajuste programados nos contatos do medidor ou no sistema de monitoramento para proteção e controle. São definidos pelo fabricante, pela especificação do projeto e pela filosofia de proteção. Eles não são fixados pela escala do mostrador e devem sempre ser verificados em relação à documentação do transformador, em vez de serem assumidos a partir de um valor típico.
Esses três não são a mesma coisa. Um medidor com escala ampla não implica uma temperatura operacional alta e um valor de alarme não é o fim da escala. Os números genéricos copiados de um projeto não devem ser aplicados a outro, porque diferentes fabricantes, projetos e configurações de projeto definem esses valores de forma diferente.
Por que OTI e WTI podem mostrar temperaturas diferentes?
Vários fatores podem fazer com que as duas leituras sejam diferentes sem que nenhuma delas seja automaticamente errada:
- Carregar. Cargas mais altas aumentam as perdas no enrolamento, o que afeta a indicação do enrolamento e o óleo em taxas diferentes.
- Condição térmica do óleo. A temperatura do óleo depende do estado de resfriamento, da circulação e da localização do ponto de detecção no óleo.
- Perdas no enrolamento. O calor gerado nos condutores atinge o local de detecção somente depois de passar pelo isolamento e pelo óleo.
- Atraso térmico. O óleo responde mais lentamente do que o enrolamento às mudanças na carga, de modo que os dois podem divergir durante transientes.
- Design de instrumento. Diferentes medidores usam diferentes arranjos de detecção e compensação.
- Localização do sensor. A localização do elemento sensor muda o que ele lê.
- Método de compensação térmica. A forma como um WTI aplica sua correção relacionada à carga determina como sua indicação se relaciona com a temperatura do óleo.
Uma diferença entre as leituras é uma informação sobre o estado térmico do transformador e deve ser lida à luz dos fatores acima antes de qualquer conclusão ser tirada sobre a precisão do instrumento.
WTI vs Medição Direta de Temperatura do Enrolamento de Fibra Óptica
| Método | O que representa | Medição direta de ponto físico | Função Típica |
|---|---|---|---|
| OTI | Temperatura do óleo no local de detecção | Não, ele mede o óleo em vez de um ponto de enrolamento | Indicação da condição térmica do óleo, entradas de alarme e controle |
| WTI convencional | Indicação térmica do enrolamento, geralmente estimada a partir da temperatura do óleo e compensação de carga | Não em muitos designs convencionais | Indicação térmica do enrolamento, entradas de alarme e controle |
| Sonda de enrolamento de fibra óptica | Temperatura direta no ponto de enrolamento instalado selecionado | Sim, nesse ponto | Medição de enrolamento direto em locais escolhidos |
A medição direta do ponto não significa localização automática do ponto quente. As posições das pontas de prova devem ser selecionadas durante o projeto do transformador ou planejamento térmico.
Para projetos que necessitam de monitoramento direto de hot spot , o valor da abordagem de fibra óptica depende de onde as sondas são colocadas. Um sensor de temperatura de fibra óptica de enrolamento de transformador imerso em óleo mede a temperatura em seu ponto instalado, portanto a qualidade da informação depende do planejamento por trás da colocação. O lado prático da escolha desses pontos é abordado no artigo onde os sensores de temperatura são colocados nos enrolamentos do transformador .
Quando vários locais de enrolamento são de interesse, o sistema é configurado com diversas pontas de prova e canais independentes. Um sistema de monitoramento de temperatura de fibra óptica de transformador imerso em óleo é organizado em torno do número de pontos, do roteamento de fibra e dos canais de monitoramento que o projeto exige.
Como os engenheiros devem interpretar as leituras do OTI e do WTI juntos?
Alguns hábitos de trabalho mantêm a interpretação fundamentada:
- Compare cada leitura com a especificação do próprio instrumento. O OTI e o WTI têm escalas, arranjos e configurações de detecção diferentes, portanto cada leitura pertence à sua própria referência.
- Observe as tendências em vez de um valor isolado. Uma tendência de aumento ou queda ao longo do tempo diz mais do que um único instantâneo, especialmente durante mudanças de carga.
- Relaciona as leituras à carga do transformador. O WTI em particular carrega um termo relacionado à carga, portanto a carga no momento da leitura faz parte do contexto.
- Verifique as configurações de alarme em relação aos requisitos do transformador e do fabricante. Os pontos de ajuste devem vir da documentação dessa unidade e não de um valor típico usado em outro lugar.
- Investigue divergência inesperada. Se a lacuna entre OTI e WTI mudar de uma forma que a carga, o estado de resfriamento e o atraso térmico não expliquem, verifique o sistema de resfriamento, a instalação do sensor e a configuração do instrumento.
- Não inferir a temperatura exata do ponto quente do enrolamento apenas com base no OTI. O OTI reflete óleo, e o ponto quente do enrolamento depende do projeto do enrolamento e de onde o calor é gerado. O artigo sobre o que causa pontos quentes em transformadores explica por que um ponto quente não é o mesmo que qualquer leitura de medidor único.
Exemplo: A temperatura do óleo sobe mais lentamente do que a indicação do enrolamento
Considere um transformador no qual a carga aumenta. A indicação WTI aumenta porque sua compensação relacionada à carga responde à corrente mais alta. A temperatura do óleo a granel e do topo acompanham a mudança de carga de forma diferente, uma vez que o óleo aquece através do circuito de refrigeração e com seu próprio atraso térmico, de modo que o OTI se move em um ritmo diferente.
Se o transformador também tiver uma sonda de fibra óptica direta em um local selecionado do enrolamento, essa sonda fornece uma terceira medição separada: a temperatura física naquele ponto instalado. Não é a temperatura do óleo nem a indicação do enrolamento modelado.
As três leituras descrevem três coisas diferentes: temperatura do óleo, uma indicação térmica do enrolamento e a temperatura em um ponto de enrolamento definido. Não se espera que eles concordem, e as diferenças trazem informações sobre como o calor passa do enrolamento para o óleo.