Paano pinapawi ng TTC series dry-type transformer temperature controller ang sobrang init ng transformer?

1. Pamamahala ng Temperatura ng Transformer

Ngayon, ang mga transformer ng enerhiya ay pangunahing nakakategorya sa dalawang uri: na may langis at walang langis (dry-type) na mga transformer. Ang mga dry-type na transformer ay malawakang ginagamit sa mga planta ng kuryente, substasyon, paliparan, riles, intelihenteng gusali, at smart residential communities dahil sa kanilang maraming mga benepisyo—tulad ng inerenteng kaligtasan, resistensya sa apoy, zero polusyon, walang pangangailangan para sa pagmamanage, mababang pagkawala, minimong partial discharge, at mahabang serbisyo ng buhay.

Isa sa mga pangunahing benepisyo ng mga dry-type na transformer ay ang kanilang disenyo ng buhay, na karaniwang lumalampas sa 20 taon. Ang mas mahaba ang operasyonal na buhay, ang mas mababa ang kabuuang gastos ng pag-aari. Sa praktikal na gamit, ang ligtas na operasyon at tagal ng buhay ng isang dry-type na transformer ay malaking depende sa reliabilidad ng kanyang mga winding. Isa sa mga pangunahing sanhi ng pagkawala ng transformer ay ang pagkasira ng insulasyon na resulta ng temperatura ng mga winding na lumampas sa thermal endurance limit ng materyales ng insulasyon.

Bukod dito, ang serbisyo ng buhay ng isang dry-type na transformer ay karaniwang limitado sa kanyang "thermal life." Upang makamit ang pinakamataas na operational na buhay, mahalaga na panoorin ang temperatura ng winding gamit ang sistema ng pagkontrol ng temperatura at ipatupad ang oportunong mga hakbang ng proteksyon—tulad ng forced cooling o alarm warnings—kapag kinakailangan.

2. Mga Uri ng Temperature Controller ng Transformer

2.1 Batay sa Paraan ng Pagsusuri ng Temperatura: Mekanikal vs. Elektroniko

• Ang mekanikal na temperature controllers ay karaniwang mga expansion-type na aparato na gumagamit ng oil-filled bulb bilang sensing element, na nag-ooperate batay sa prinsipyong thermal expansion at contraction. Dahil sa kanilang bulky na oil bulb at hindi convenient na pag-install, sila ay karaniwang ginagamit lamang sa mga oil-immersed transformers.

• Ang elektronikong temperature controllers naman ay gumagamit ng mga temperature sensors tulad ng resistance temperature detectors (halimbawa, Pt100, PTC) o thermocouples. Dahil sa kanilang mataas na teknolohiya, komprehensibong functionalidad, mataas na katumpakan, at user-friendly na operasyon, ang mga elektronikong controller ay ngayon malawakang ginagamit sa parehong oil-immersed at dry-type transformers.

2.2 Batay sa Paraan ng Pag-install: Embedded vs. External-Mounted

• Ang embedded controllers ay direktang inilalapat sa clamping frame ng transformer (para sa mga unit na walang enclosure) o integrated sa enclosure ng transformer.

• Ang external-mounted (wall-mounted) controllers naman ay inilalapat sa mga pader (para sa mga non-enclosed units) o itinutugon sa labas na surface ng enclosure ng transformer.

Ang mga dry-type na transformer ay lumilikha ng significant na init, low-frequency vibration, at electromagnetic interference habang nasa operasyon—na mga kondisyon na malubhang nakakaapekto sa embedded temperature controllers na inilalapat sa clamping frames o sa loob ng mga enclosure.

Narito, ang mga electronic components, tulad ng mga dry-type na transformer mismo, ay may finite na "thermal life." Ang embedded installation method ay significantly nasisira ang service life at reliabilidad ng controller. Sa kabilang banda, ang external-mounted controllers ay effectively isolated mula sa harsh na kapaligiran, na nagbibigay ng mas magandang proteksyon at tagal ng buhay.

3. TTC Series Dry-Type Transformer Temperature Controller

Ang JB/T 7631-94 “Resistance Thermometers for Transformers” ay isang standard na inilathala ng Ministry of Mechanical Industry ng China noong 1994, partikular para sa mga temperature indicators at controllers na ginagamit sa mga dry-type na transformer. Ito ay sumasama ng mga requirement mula sa GB/T 13926-92 “Electromagnetic Compatibility for Industrial Process Measurement and Control Equipment.”

Ang TTC series temperature controllers ay sumasang-ayon sa updated na standard na GB/T 17626-1998 “Electromagnetic Compatibility – Testing and Measurement Techniques” (katumbas ng IEC 61000-4:1995).

3.1 Prinsipyong Paggana

3.1 Circuit Block Diagram & Temperature Sensing Principles (Pt100 and PTC)

Ang Pt100 temperature sensor ay gumagana batay sa prinsipyong ang kanyang electrical resistance ay nagbabago nang approximately linearly sa ambient temperature. Tulad ng ipinapakita sa resistance–temperature curve (right), ang resistance ng Pt100 platinum resistor ay patuloy na tumaas at halos linear na bilang ang temperatura ay tumaas.

Ang temperature controller ay gumagamit ng karakteristikang ito upang magbigay ng continuous, accurate na monitoring ng temperatura ng transformer. Ang ipinapakilalang temperatura value ay direkta nang nakuha mula sa mga measurement ng Pt100 sensor.

Dahil sa kanyang excellent na repeatability at one-to-one correspondence sa pagitan ng resistance at temperatura, ang Pt100 ay nagbibigay ng precise point-by-point na pagsukat ng temperatura, na karaniwang nakakamit ang accuracy class ng 0.5.

3.2 Pagsiguro ng Katumpakan ng Pagsukat ng Temperatura ng Pt100

Ang Pt100 temperature sensor ay maaaring i-wire sa two-wire, three-wire, o four-wire configurations. Sa karamihan ng industriyal na temperature control applications, ang three-wire connection ang ginagamit dahil ito ay effectively compensates para sa mga error sa pagsukat na dulot ng lead wire resistance.

Halimbawa: ang amplifier circuit ay karaniwang isang Wheatstone bridge. Sa panahon ng manufacturing at calibration, ang shorting links ang ginagamit para sa adjustment. Ngunit sa tunay na operasyon, kapag konektado ang mga cable ng sensor, ang kanilang inherent na resistance ay nagdudulot ng mga error sa pagsukat. Ang three-wire configuration ay minumimize ang error na ito sa pamamagitan ng balancing ng bridge circuit.

Bagaman ang resistance-temperature curve ng Pt100 ay halos linear, hindi ito perpektong linear. Upang palakasin ang katumpakan, ang aming mga temperature controller ay hinahati ang 0–200°C Pt100 resistance-temperature curve sa limang segmento. Sa loob ng bawat segmento, ginagamit ang isang straight line upang aproksimahin ang aktwal na curve sa pamamagitan ng linear fitting, na nagpapabuti nang kaunti sa pangkalahatang katumpakan ng pagsukat.

3.3 PTC Thermistor bilang Alternative Sensor sa TTC-300 Series Controllers

Ang PTC (Positive Temperature Coefficient) thermistor ay isa pang sensor ng temperatura na ginagamit sa aming TTC-300 series transformer temperature controllers. Ang mga PTC thermistors ay gawa mula sa polycrystalline ceramic materials na batay sa barium titanate, at dinedope upang makamit ang tiyak na "trip" o "switching" temperatures.

Kasalungat sa platinum resistors (Pt100), ang mga PTC thermistors ay ipinapakita ang malinaw na hindi linear na pagkakaugnay: ang kanilang resistance ay nananatiling relatibong pantay sa mas mababang temperatura ngunit sumusunod sa malubhang, halos step-like na pagtaas kapag ang temperatura ay umabot sa tiyak na threshold—na kilala bilang Curie point o action temperature. Ang karakteristikang ito ay ipinapakita sa resistance-temperature curve sa ibaba.

Tulad ng ipinapakita, sa ibaba ng action temperature, ang PTC resistance ay may kaunti lang na pagbabago sa temperatura. Gayunpaman, kapag ang temperatura ay lumapit at lumampas sa kritikal na punto, ang resistance ay tumaas nang labis—kadalasan sa ilang order of magnitude.

Ang prinsipyong operasyon ng PTC-based na deteksiyon ng temperatura ay upang detektahin ang biglang pagbabago ng resistance upang matukoy kung abot na ang tiyak na threshold ng temperatura. Bilang resulta, ang mga PTC sensors ay maaaring ipakita lamang ang iisang punto ng temperatura—hindi sila maaaring magbigay ng patuloy na, full-range na pagsukat ng temperatura tulad ng Pt100.

Ang aming mga produkto ay gumagamit ng on/off characteristic ng PTC sensors upang maisagawa ang over-temperature alarms at trip protection para sa transformers. Upang siguruhin ang konsistensiya, reliabilidad, at mataas na kalidad ng produkto, kami ay gumagamit ng PTC components mula sa Siemens–Matsushita Electronic Components Co., Ltd.

3.4 TC Temperature Sensing Principle

Ang temperature controller ay nakukuha ang mga senyal ng temperatura mula sa PTC at Pt100 sensors sa pamamagitan ng internal circuitry at gumagamit ng logical judgment upang matukoy kung dapat bang i-trigger ang over-temperature alarm o over-temperature trip signal. Ang dual-protection mechanism na ito ay epektibong nagpapahinto sa mga pagkakamali sa pag-act o false triggering.

Ang temperatura ng mga winding ng transformer (Phases A, B, C) at core (D) ay binabantayan gamit ang Pt100 at PTC sensors. Habang nagbabago ang temperatura, ang resistance ng mga sensors na ito ay nagbabago din. Ang controller ay konberte ang resistance na ito sa voltage signal, na pagkatapos ay pinoprocesso sa pamamagitan ng filtering, analog-to-digital (A/D) conversion, at advanced algorithms upang kalkulahin ang katumbas na temperatura value.

Batay sa dalawang uri ng input ng temperatura:

• Ang controller ay ipinapakita ang numero ng channel at real-time temperature value sa front-panel screen.

• Sama-samang, ito ay gumagamit ng logical algorithms upang ikumpara ang sukatin na temperatura laban sa user-defined setpoints. Kung ang temperatura ay lumampas sa threshold, ang controller ay i-trigger ang angkop na outputs—tulad ng pagsisimula/pagstop ng cooling fans, pag-trigger ng alarms, o pag-initiate ng trip command.

Ang mga user ay maaaring i-configure ang mga system parameters—kabilang ang fan start/stop temperatures, core overheat alarm thresholds, at iba pang settings—sa pamamagitan ng front-panel buttons.

Karagdagang, ang sistema ay patuloy na gumagawa ng self-diagnostics. Kapag mayroong pagkakamali sa sensor o internal hardware fault sa loob ng temperature controller, ito ay agad na inilalabas ang audible at visual alarms kasama ng fault signal upang alamin ang mga operator.