Hvordan forhindrer TTC-seriens tørtransformator temperaturkontroller overophedning af transformatorerne?

1. Funktion af transformator temperaturregulatorer

I dag klassificeres krafttransformatorer primært i to typer: olieopslukne og tørretypetransformatorer. Tørretypetransformatorer anvendes bredt i kraftværker, transformatorstationer, lufthavne, jernbaner, intelligente bygninger og smarte boligområder på grund af deres mange fordele – såsom iboende sikkerhed, flammehæmmende egenskaber, nul forurening, vedligeholdelsesfri drift, lave tab, minimal delvis udledning og lang levetid.

En vigtig fordel ved tørretypetransformatorer er deres designlevedev, som typisk overstiger 20 år. Jo længere driftslevetid, jo lavere samlede ejerskabsomkostninger. I praksis afhænger den sikre drift og levetid for en tørretypetransformator stort set af pålideligheden af dets viklinger. En af de primære årsager til transformatorfejl er isoleringsnedbrydning forårsaget af, at viklingstemperaturen overstiger isoleringsmaterialets varmetålmodighedsgrænse.

Desuden er levetiden for en tørretypetransformator generelt begrænset af dens "termiske levetid". For at maksimere driftslevetiden er det afgørende at overvåge viklingstemperaturen ved hjælp af et temperaturkontrolsystem og implementere rettidige beskyttelsesforanstaltninger – såsom tvungen køling eller alarmer – når det er nødvendigt.

2. Typer af transformator temperaturregulatorer

2.1 Efter metode til temperaturmåling: Mekanisk vs. Elektronisk

• Mekaniske temperaturregulatorer er typisk ekspansionstyper, der bruger en oliefyldt pære som følerelement og fungerer efter princippet om termisk udvidelse og kontraktion. På grund af deres store oliepære og uheldige installation anvendes de generelt kun på olieopslukne transformatorer.

• Elektroniske temperaturregulatorer bruger temperaturfølere såsom modstandsfølere (f.eks. Pt100, PTC) eller termoelementer. Takket være deres høje teknologiske niveau, omfattende funktioner, høj nøjagtighed og brugervenlighed anvendes elektroniske regulatorer nu bredt både på olieopslukne og tørretypetransformatorer.

2.2 Efter installationsmetode: Indbygget vs. Eksternt monteret

• Indbyggede regulatorer monteres direkte på transformatorfastspændingsrammen (for enheder uden kabinetter) eller integreres i transformatorens kabinet.

• Eksternt monterede (vægmonterede) regulatorer installeres på vægge (for ikke-indkapslede enheder) eller fastgøres til ydersiden af transformatorens kabinet.

Tørretypetransformatorer genererer betydelig varme, lavfrekvent vibration og elektromagnetisk interferens under drift – forhold, der alvorligt påvirker indbyggede temperaturregulatorer installeret på fastspændingsrammer eller inden i kabinetter.

Det er velkendt, at elektroniske komponenter, ligesom tørretypetransformatorer selv, har en begrænset "termisk levetid". Den indbyggede installationsmetode reducerer markant regulatorens levetid og pålidelighed. I modsætning hertil er eksternt monterede regulatorer effektivt isoleret fra dette barske miljø, hvilket sikrer bedre beskyttelse og længere levetid.

3. TTC-serien tørretypetransformator temperaturregulator

JB/T 7631-94 “Modstandstermometre til transformatorer” er en standard udstedt af Kinas ministerium for maskinindustri i 1994, specifikt for temperaturindikatorer og -regulatorer anvendt med tørretypetransformatorer. Den indeholder krav fra GB/T 13926-92 “Elektromagnetisk kompatibilitet for industrielle procesmåle- og kontroludstyr”.

TTC-seriens temperaturregulatorer overholder den opdaterede standard GB/T 17626-1998 “Elektromagnetisk kompatibilitet – Prøvnings- og måleteknikker” (svarende til IEC 61000-4:1995).

3.1 Arbejdss princip

3.1 Kredsløbsblokdiagram & principper for temperaturføling (Pt100 og PTC)

Pt100 temperaturføler fungerer efter princippet om, at dens elektriske modstand ændrer sig ca. lineært med omgivelsestemperaturen. Som vist i modstands-temperaturkurven (højre), stiger modstanden for en Pt100 platinmodstand konstant og næsten lineært, når temperaturen stiger.

Temperaturregulatoren udnytter denne egenskab til at give kontinuerlig og nøjagtig temperaturovervågning af transformator. Den viste temperaturværdi er baseret direkte på målinger foretaget af Pt100-føleren.

På grund af sin fremragende reproducerbarhed og én-til-én-korrespondance mellem modstand og temperatur muliggør Pt100 præcis punktvis temperaturmåling, typisk med en nøjagtighedsklasse på 0,5.

3.2 Sådan sikres Pt100 temperaturmålenøjagtighed

Pt100 temperaturføler kan tilsluttes med to-leder-, tre-leder- eller fire-lederkonfiguration. I de fleste industrielle temperaturreguleringssystemer anvendes tre-ledertilslutning, da den effektivt kompenserer for målefejl forårsaget af ledningsmodstand.

For eksempel: forstærkerkredsløbet er typisk en Wheatstone-bro. Under produktion og kalibrering bruges kortslutningsforbindelser til justering. I realdrift introducerer den iboende modstand i sensorledninger dog målefejl, når kabler tilsluttes. Tre-lederkonfigurationen minimerer denne fejl ved at balancere brokredsløbet.

Selvom Pt100 resistans-temperatur kurven er næsten lineær, er den ikke helt perfekt lineær. For at forbedre præcisionen, opdeles vores temperaturregulatører 0–200°C Pt100 resistans-temperatur kurve i fem segmenter. I hvert segment bruges en ret linje til at approksimere den faktiske kurve gennem lineær fitting, hvilket betydeligt forbedrer den samlede målingspræcision.

3.3 PTC termistor som alternativ sensor i TTC-300 serier kontrolanter

PTC (Positive Temperature Coefficient) termistor er en anden temperatursensor, der anvendes i vores TTC-300 serie transformer temperaturregulatører. PTC termistorer er lavet af barium titanat-baserede polycrystalline keramiske materialer, døbt for at opnå specifikke "trip" eller "skift" temperaturer.

I modsætning til platin resistorer (Pt100) viser PTC termistorer en tydelig ikke-lineær adfærd: deres resistans forbliver relativt stabil ved lavere temperaturer, men gennemgår en skarp, næsten trinagtig stigning, når temperaturen når en foruddefineret tærskel—kendt som Curie-punktet eller aktiveringstemperaturen. Denne karakteristik illustreres i resistans-temperatur kurven nedenfor.

Som vist, ændrer PTC resistansen lidt med temperaturen under aktiveringstemperaturen. Men når temperaturen nærmer sig og overstiger dette kritiske punkt, stiger resistansen dramatisk—ofte med flere ordenes størrelse.

Arbejdsmåden for PTC-baseret temperaturdetektion er at registrere denne abrupte resistansændring for at bestemme, om en specifik temperaturtærskel er nået. Dermed kan PTC-sensore kun angive et enkelt temperaturpunkt—de kan ikke give kontinuerlige, fuld-værdi temperaturmålinger som Pt100.

Vores produkter udnytter denne on/off karakteristika hos PTC sensore til at implementere overtemperaturalarmer og trip beskyttelse for transfomer. For at sikre produktkonsekvens, pålidelighed og høj kvalitet, anvender vi PTC komponenter fra Siemens–Matsushita Electronic Components Co., Ltd.

3.4 TC temperaturmålings princip

Temperaturregulatøren henter temperatur signaler fra både PTC og Pt100 sensorer via dens interne kredsløb og bruger logisk bedømmelse for at afgøre, om det skal udløse en overtemperatur alarm eller en overtemperatur trip signal. Dette dobbeltsikringssystem forebygger effektivt manglende handling eller falsk udløsning.

Transformer vindings (Faser A, B, C) og kernes (D) temperaturer overvåges ved hjælp af Pt100 og PTC sensorer. Som temperaturen ændrer sig, ændrer disse sensorers resistans sig i overensstemmelse. Regulatøren konverterer denne resistans til et spændningsignal, der derefter behandles gennem filtrering, analog-digital (A/D) konvertering og avancerede algoritmer for at beregne den korresponderende temperaturværdi.

Baseret på disse to typer temperaturinput:

• Viser regulatøren kanalnummer og realtid temperaturværdi på frontpanel-skærmen.

• Samtidig anvendes logiske algoritmer til at sammenligne den målte temperatur med brugerdefinerede indstillinger. Hvis temperaturen overstiger tærsklen, aktiverer regulatøren de passende output—som start/sluk for køling ventilatorer, udløsning af alarmer eller initiering af en trip kommando.

Brugere kan konfigurere systemparametre—herunder ventilator start/sluk temperaturer, kjerne overophedningsalarm tærskler og andre indstillinger—via knapper på frontpanelet.

Desuden udfører systemet konstant selvdiagnostik. I tilfælde af sensorfejl eller interne hardware fejl i temperaturregulatøren, udsender den straks lyd- og visuelle alarmer sammen med en fejl signal for at varsle operatørerne.