Máy biến áp ngâm dầu và máy biến áp khô có yêu cầu đo nhiệt độ khác nhau vì hệ cách điện, phương thức làm mát và cấu tạo cuộn dây khác nhau. Không thể chuyển nguyên vị trí đo và cách đánh giá từ loại này sang loại kia. Cần xác định điểm cần giám sát, vật liệu quanh đầu dò và điều kiện tiếp xúc nhiệt của từng kết cấu thực tế.
Máy biến áp ngâm trong dầu thường giám sát nhiệt độ như nhiệt độ lớp dầu trên cùng và nhiệt độ điểm nóng của cuộn dây hoặc cuộn dây. Nhiệt độ cuộn dây có thể được ước tính thông qua bộ chỉ báo nhiệt độ cuộn dây hoặc mô hình nhiệt hoặc được đo trực tiếp tại các điểm bên trong đã chọn bằng cách sử dụng đầu dò nhiệt độ sợi quang nhúng. Máy biến áp loại khô không sử dụng dầu cách điện nên việc giám sát nhiệt độ tập trung chủ yếu vào nhiệt độ cuộn dây, cuộn dây, lõi hoặc nhiệt độ thiết bị được chọn khác. Cảm biến Pt100/RTD thường được sử dụng trong các hệ thống điều khiển nhiệt độ máy biến áp loại khô, trong khi cảm biến nhiệt độ sợi quang có thể được sử dụng khi cần cảm biến quang trực tiếp, cách ly điện hoặc điện áp cao/khả năng chống nhiễu điện từ.
Tóm lại: máy biến áp ngâm dầu cần giám sát cả điều kiện nhiệt của dầu và cuộn dây, trong khi máy biến áp loại khô tập trung chủ yếu vào nhiệt độ cuộn dây và cuộn dây vì không có dầu cách điện. Phương pháp đúng phụ thuộc vào những gì thực sự cần đo - nhiệt độ dầu, nhiệt độ cuộn dây trung bình, điểm nóng ước tính hoặc nhiệt độ thực tế tại điểm cuộn dây vật lý đã chọn.
Nhiệt độ nào được đo trong máy biến áp ngâm trong dầu?
Máy biến áp ngâm trong dầu thường giám sát nhiệt độ lớp dầu trên cùng, nhiệt độ dầu đã chọn khi cần thiết, nhiệt độ cuộn dây, nhiệt độ điểm nóng của cuộn dây và nhiệt độ cuộn dây trực tiếp bên trong nơi sử dụng cảm biến nhúng.
Nhiệt độ dầu không giống với nhiệt độ cuộn dây. Dây dẫn cuộn dây có thể hoạt động ở nhiệt độ khác với nhiệt độ xung quanh dầu, tùy thuộc vào tải, làm mát và thiết kế cuộn dây, do đó cả hai đại lượng thường được theo dõi riêng biệt thay vì được coi là một giá trị.
Nhiệt độ nào được đo trong máy biến áp loại khô?
Máy biến áp loại khô không chứa dầu cách điện nên việc giám sát tập trung vào nhiệt độ cuộn dây, nhiệt độ cuộn dây, nhiệt độ cuộn dây pha và nhiệt độ lõi hoặc kết cấu được chọn khi cần thiết.
Những máy biến áp này thường sử dụng cảm biến Pt100 / RTD được kết nối với bộ điều khiển nhiệt độ máy biến áp loại khô. Đầu dò sợi quang cũng có thể được sử dụng cho các điểm đo cuộn dây trực tiếp đã chọn, mặc dù không phải việc lắp đặt máy biến áp loại khô nào cũng yêu cầu chúng.
Sơ lược về nhiệt độ máy biến áp ngâm trong dầu và loại khô
| Vật phẩm | Máy biến áp ngâm dầu | Máy biến áp loại khô |
|---|---|---|
| Môi chất làm mát sơ cấp | Dầu/dầu và hệ thống làm mát bên ngoài | Không khí/không khí tự nhiên hoặc cưỡng bức tùy theo thiết kế |
| Mục tiêu nhiệt độ chính | Dầu và cuộn dây | Cuộn dây / cuộn dây chủ yếu |
| Đo nhiệt độ dầu | Có | Không áp dụng |
| Đo cuộn dây thông thường | WTI / ước tính nhiệt / cảm biến trực tiếp | Pt100 / RTD / cảm biến trực tiếp |
| Đo nội bộ trực tiếp | Có thể nhúng đầu dò sợi quang | Cáp quang / RTD tùy theo thiết kế |
| Bộ điều khiển điển hình | Thiết bị giám sát máy biến áp / WTI / OTI | Bộ điều khiển nhiệt độ loại khô |
| Cài đặt cảm biến | Thường được lên kế hoạch trong quá trình sản xuất máy biến áp | Phụ thuộc vào thiết kế cuộn dây/cuộn dây và bộ điều khiển |
| Giám sát đa điểm | Có sẵn | Có sẵn |
Việc bố trí cảm biến thực tế phụ thuộc vào thiết kế máy biến áp và mục tiêu giám sát.
Nhiệt độ dầu được đo trong máy biến áp ngâm trong dầu như thế nào?
Nhiệt độ lớp dầu trên thường được đo bằng cảm biến nhiệt độ hoặc chỉ báo nhiệt độ dầu được đặt ở vị trí biểu thị nhiệt độ dầu gần phần trên của máy biến áp. Giá trị này có thể được sử dụng để chỉ báo nhiệt độ, cảnh báo, điều khiển làm mát và giám sát máy biến áp chung.
Nhiệt độ dầu không trực tiếp bằng nhiệt độ dây quấn nóng nhất. Nó cung cấp thông tin hữu ích về tình trạng nhiệt tổng thể của máy biến áp, nhưng nhiệt độ cuộn dây phải được đánh giá riêng.
Nhiệt độ cuộn dây được đo trong máy biến áp ngâm trong dầu như thế nào?
Nhiệt độ cuộn dây máy biến áp ngâm trong dầu thường được giải quyết thông qua một trong ba phương pháp tiếp cận:
Chỉ báo nhiệt độ cuộn dây. WTI thường ước tính hoặc mô phỏng nhiệt độ cuộn dây bằng cách sử dụng nhiệt độ dầu cộng với bù nhiệt liên quan đến dòng tải, tùy thuộc vào thiết kế của thiết bị. Nó không đo trực tiếp dây dẫn quanh co.
Mô hình nhiệt. Dựa trên các đặc tính nhiệt của tải, nhiệt độ dầu và máy biến áp, mô hình nhiệt được sử dụng để tạo ra giá trị nhiệt độ cuộn dây hoặc điểm nóng ước tính.
Cảm biến nhiệt độ sợi quang nhúng. Đầu dò nhúng đo trực tiếp nhiệt độ thực tế tại điểm cuộn dây vật lý đã chọn, thay vì giá trị ước tính hoặc mô phỏng.
Nhiệt độ cuộn dây được đo trong máy biến áp loại khô như thế nào?
Cảm biến Pt100 / RTD thường được đặt tại các vị trí cuộn dây hoặc cuộn dây đã chọn và được kết nối với bộ điều khiển nhiệt độ. Tùy thuộc vào kiểu máy, bộ điều khiển có thể được sử dụng để hiển thị, báo động, điều khiển quạt, ngắt đầu ra hoặc liên lạc.
Đầu dò sợi quang có thể được sử dụng để cảm biến cuộn dây trực tiếp, các vị trí có điện áp cao, môi trường trường điện từ mạnh hoặc các ứng dụng ưu tiên đo cách ly điện. Pt100 vẫn là một lựa chọn thiết thực, hoàn thiện và được sử dụng rộng rãi cho nhiều lắp đặt máy biến áp loại khô thông thường.
Cảm biến nhiệt độ WTI vs Pt100 vs Fiber Optic
| Ứng dụng điển hình | Nó đo lường những gì | Đặc điểm chính | |
|---|---|---|---|
| WTI | Máy biến áp ngâm dầu | Nhiệt độ cuộn dây ước tính/mô phỏng | Hữu ích cho giám sát nhiệt máy biến áp thông thường |
| Pt100 / RTD | Máy biến áp loại khô và các điểm nhiệt độ có thể tiếp cận | Nhiệt độ tại vị trí cảm biến | Cảm biến nhiệt độ điện trưởng thành |
| Đầu dò sợi quang | Ứng dụng cuộn dây loại khô hoặc ngâm trong dầu | Nhiệt độ thực tế tại điểm cảm biến vật lý đã chọn | Cách ly điện và chống nhiễu điện từ |
Đo nhiệt độ cuộn dây trực tiếp và ước tính nhiệt độ
Đo trực tiếp có nghĩa là cảm biến được đặt ở vị trí vật lý tại điểm cuộn dây đã chọn. Nhiệt độ ước tính được lấy từ nhiệt độ dầu, dòng tải, mô hình nhiệt và các thông số máy biến áp khác chứ không phải từ số đọc vật lý trực tiếp.
| Loại đo | Kết quả | Phương pháp điển hình |
|---|---|---|
| Nhiệt độ điểm trực tiếp | Nhiệt độ thực tế tại điểm đã chọn | Đầu dò sợi quang / cảm biến nhúng phù hợp |
| Nhiệt độ cuộn dây ước tính | Giá trị nhiệt tính toán | WTI / mô hình nhiệt |
| Nhiệt độ cuộn dây trung bình | Kết quả nhiệt cuộn dây trung bình | Phương pháp kháng cự |
Cảm biến trực tiếp vẫn chỉ đo điểm vật lý đã chọn chứ không đo mọi điểm trong cuộn dây. Không nên hiểu nó là số liệu tự động về vị trí nóng nhất tuyệt đối trong máy biến áp.
Vị trí đặt cảm biến khác nhau như thế nào?
Trong máy biến áp ngâm trong dầu, vị trí cảm biến có thể liên quan đến các vùng điểm nóng cuộn dây đã chọn, các vị trí cuộn dây bên trong được nhúng, vị trí đo dầu và định tuyến hướng tới nguồn cấp dữ liệu. Trong máy biến áp loại khô, vị trí có thể bao gồm cuộn dây pha, cuộn dây, bề mặt cuộn dây được chọn hoặc điểm bên trong và các vị trí cảm biến theo yêu cầu của bộ điều khiển nhiệt độ.
Cả hai loại máy biến áp đều không sử dụng một vị trí lắp đặt cố định cho mọi thiết kế - vị trí phải tuân theo cấu trúc cuộn dây và làm mát cụ thể. Chi tiết hơn về cách chọn những vị trí này thường được trình bày trong bài viết đồng hành về vị trí đặt cảm biến sợi quang trong cuộn dây máy biến áp.
Việc lắp đặt cảm biến khác nhau như thế nào?
Đối với máy biến áp ngâm trong dầu, đầu dò sợi quang cuộn dây nhúng thường cần phải được lên kế hoạch trong quá trình sản xuất hoặc lắp ráp cuộn dây, vì khả năng tiếp cận bên trong trở nên rất hạn chế sau khi cuộn dây và thùng chứa được hoàn thành.
Đối với máy biến áp loại khô, việc bố trí cảm biến cũng có thể được tích hợp trong quá trình sản xuất, trong khi một số vị trí cảm biến có thể tiếp cận có thể dễ dàng bảo trì hơn tùy thuộc vào thiết kế máy biến áp. Trong cả hai trường hợp, phép đo nhúng bên trong phải được lên kế hoạch trước khi lắp ráp lần cuối thay vì bổ sung sau đó.
Có bao nhiêu cảm biến nhiệt độ thường được sử dụng?
Số lượng cảm biến phụ thuộc vào loại máy biến áp, số pha, cuộn dây được giám sát, độ cao đo, vị trí điểm nóng quan tâm và mục tiêu giám sát tổng thể.
Hệ thống cáp quang biến áp ngâm trong dầu thường sử dụng 6, 8, 9, 12 hoặc 16 kênh làm mẫu cấu hình phổ biến. Bộ điều khiển nhiệt độ sợi quang biến áp loại khô thường sử dụng 3, 4, 6 hoặc 7 kênh. Đây là các mẫu cấu hình phổ biến, không phải là tiêu chuẩn bắt buộc của ngành - số lượng cảm biến thực tế phải khớp với các điểm đo thực tế được xác định cho máy biến áp cụ thể.
Giám sát nhiệt độ đa kênh khác nhau như thế nào?
Trong máy biến áp ngâm trong dầu, giám sát đa kênh có thể bao gồm một số vị trí cuộn dây, pha, phần cuộn dây HV / LV và các độ cao cuộn dây khác nhau. Trong máy biến áp loại khô, việc giám sát đa kênh có thể bao gồm ba pha, nhiều điểm cuộn dây và các điểm nhiệt độ thiết bị bổ sung.
Trong cả hai trường hợp, đầu dò sợi quang một điểm thường sử dụng một kênh đo. Một bài viết riêng thảo luận về cách xác định số lượng kênh cần thiết cho hệ thống giám sát nhiệt độ sợi quang.
Chiều dài sợi quang khác nhau như thế nào giữa hai loại máy biến áp?
Trong máy biến áp ngâm trong dầu, sợi quang có thể đi theo lộ trình bên trong dài hơn - từ cuộn dây, qua định tuyến bên trong, đến dây dẫn điện và sau đó đến thiết bị bên ngoài. Trong máy biến áp loại khô, bộ điều khiển giám sát thường được đặt gần cuộn dây hoặc cuộn dây hơn, tùy thuộc vào thiết kế, mặc dù điều này không đúng với mọi lắp đặt.
Đối với nhiều ứng dụng máy biến áp, 3-5 m là tham chiếu khởi đầu thực tế cho chiều dài sợi và cấu hình đầu dò sợi quang thông thường hỗ trợ khoảng 0-20 m tùy thuộc vào cấu trúc đầu dò và yêu cầu của dự án. Đây là vấn đề cần cân nhắc về định tuyến chứ không phải là quy tắc cố định gắn liền với loại máy biến áp và được trình bày chi tiết hơn trong hướng dẫn chuyên dụng về cách chọn độ dài sợi cho cảm biến nhiệt độ sợi quang.
Chức năng báo động và điều khiển khác nhau như thế nào?
Giám sát máy biến áp ngâm trong dầu có thể tương tác với quạt làm mát, bơm dầu, cảnh báo, hệ thống giám sát máy biến áp và tích hợp PLC / SCADA. Bộ điều khiển loại khô có thể quản lý việc hiển thị nhiệt độ, điều khiển quạt, đầu ra cảnh báo, chức năng cắt và liên lạc.
Các chức năng khả dụng phụ thuộc vào thiết bị giám sát hoặc bộ điều khiển được chọn thay vì bản thân loại máy biến áp. Tùy thuộc vào sản phẩm, các giao diện có thể bao gồm RS485, Modbus RTU, đầu ra analog hoặc rơle cảnh báo.
Khi nào việc đo nhiệt độ sợi quang hữu ích?
Trong máy biến áp ngâm trong dầu, cảm biến sợi quang rất hữu ích để đo điểm nóng cuộn dây trực tiếp, cảm biến cuộn dây nhúng, môi trường điện áp cao và giám sát nội bộ đa điểm. Trong máy biến áp loại khô, nó rất hữu ích cho cảm biến cuộn dây trực tiếp, cách ly điện, vị trí cuộn dây điện áp cao, môi trường trường điện từ mạnh và các yêu cầu giám sát đặc biệt.
Cảm biến sợi quang bổ sung thay vì tự động thay thế mọi cảm biến nhiệt độ máy biến áp thông thường. Sự lựa chọn phụ thuộc vào mục tiêu giám sát thực sự yêu cầu.
Bạn nên chọn phương pháp đo nhiệt độ nào?
Nếu cần nhiệt độ dầu, nên sử dụng phương pháp đo nhiệt độ dầu thích hợp. Nếu nhiệt độ cuộn dây ước tính thông thường là đủ thì mô hình WTI hoặc nhiệt có thể phù hợp. Nếu cần nhiệt độ thực tế tại điểm cuộn dây bên trong đã chọn, cảm biến sợi quang nhúng có thể phù hợp.
Đối với điều khiển cuộn dây máy biến áp loại khô thông thường, Pt100 / RTD với bộ điều khiển nhiệt độ là phổ biến. Khi cần cách ly điện hoặc đo quang trực tiếp, cảm biến nhiệt độ sợi quang có thể được xem xét bên cạnh hoặc thay thế cho các cảm biến thông thường.
Giám sát nhiệt độ máy biến áp loại khô và loại ngâm dầu theo ứng dụng
| Yêu cầu | Máy biến áp ngâm dầu | Máy biến áp loại khô |
|---|---|---|
| Nhiệt độ dầu | Quan trọng | Không áp dụng |
| Nhiệt độ cuộn dây | Quan trọng | Mục tiêu giám sát chính |
| Điểm nóng ước tính | Thường có thể thông qua WTI / model | Phụ thuộc vào thiết kế giám sát |
| Đo điểm cuộn dây trực tiếp | Đầu dò quang nhúng | Cảm biến tiếp xúc quang học hoặc phù hợp |
| Cảm biến thông thường chung | Chỉ báo dầu / WTI | Pt100 / RTD |
| Đo sợi quang | Hữu ích cho các điểm nội bộ trực tiếp | Hữu ích cho phép đo cuộn dây cách ly |
| Giám sát đa kênh | Có | Có |
Cần thông tin gì để chọn phương pháp giám sát nhiệt độ máy biến áp?
- Loại máy biến áp
- Loại ngâm trong dầu hoặc khô
- Định mức máy biến áp
- Số pha
- Cấu trúc cuộn dây
- Các điểm nhiệt độ cần đo
- Yêu cầu về nhiệt độ dầu
- Yêu cầu về nhiệt độ cuộn dây
- Đo trực tiếp hoặc ước tính
- Số lượng điểm phát hiện
- Chiều dài sợi
- Các kênh bắt buộc
- Vị trí thiết bị giám sát
- Các chức năng cảnh báo bắt buộc
- Giao diện truyền thông bắt buộc
- Yêu cầu tích hợp PLC/SCADA
Những hiểu lầm thường gặp khi đo nhiệt độ máy biến áp
Nhiệt độ dầu và nhiệt độ cuộn dây là như nhau. Chúng đại diện cho các vị trí nhiệt khác nhau và dây dẫn cuộn dây có thể khác với nhiệt độ dầu xung quanh.
WTI đo trực tiếp dây dẫn cuộn dây. WTI thường biểu thị nhiệt độ cuộn dây mô phỏng hoặc ước tính tùy thuộc vào thiết kế của nó, chứ không phải chỉ số trực tiếp của dây dẫn.
Máy biến áp loại khô chỉ sử dụng một cảm biến nhiệt độ. Số lượng cảm biến phụ thuộc vào số pha và số điểm đo cần thiết.
Đầu dò sợi quang đo toàn bộ cuộn dây. Đầu dò một điểm đo một vị trí vật lý xác định chứ không phải toàn bộ cuộn dây.
Máy biến áp loại khô và loại ngâm trong dầu sử dụng cách bố trí cảm biến giống nhau. Mục tiêu làm mát, cách nhiệt và đo lường của chúng khác nhau, do đó cách bố trí cảm biến cũng khác nhau.