Kā TTC serijas sūkļa transformatora temperatūras kontrolleris novērš transformatora pārsildīšanos?

1. Pārveidošanas temperatūras kontrolētāju funkcija

Šodien elektroenerģijas pārveidotāji galvenokārt ir sadalīti divos veidos: eļļu nomākšanas un sausie pārveidotāji. Sausie pārveidotāji tiek plaši izmantoti elektrumu, pārvadāšanas stacijās, lidostās, dzelzceļa, intelektuālo ēku un mājokļu kompleksos, tādēļ, ka tiem ir daudz priekšrocību - piemēram, inerse drošība, ugunsnepārtraukšanāšana, nulle polūcija, bezuzglabāmība, zemas zaudējumi, minimālā daļējā izplūde un ilga darbības laiks.

Viens no galvenajiem sausā pārveidotāja priekšrocībām ir tā projekta darbības laiks, kas parasti pārsniedz 20 gadus. Jo ilgāks darbības laiks, jo zemāka kopējā īpašumtiesību cena. Praksē, sausā pārveidotāja droša darbība un ilgums lielā mērā atkarīgs no tā spēķu uzticamības. Viens no galvenajiem pārveidotāja neveiksmju iemesliem ir izolācijas degenerācija, kas rodas, kad spēķu temperatūra pārsniedz izolācijas materiāla termisko izturību.

Turklāt, sausā pārveidotāja darbības laiks vispār ir ierobežots ar tā "termisko dzīvi". Lai maksimizētu darbības laiku, ir būtiski monitorēt spēķu temperatūru, izmantojot temperatūras kontroles sistēmu, un laikus īstenot aizsardzības pasākumus - piemēram, piespiedu dzesēšanu vai brīdinājuma signālus - ja tas ir nepieciešams.

2. Pārveidošanas temperatūras kontrolētāju veidi

2.1 Pēc temperatūras mērīšanas metodes: Mekāniski vs. Elektroniski

• Mekānisks temperatūras kontrolētājs parasti ir paplašināšanās veida ierīces, kas izmanto eļļu aizpildītu buli kā sensora elementu, darbojoties saskaņā ar termisko paplašināšanos un samazināšanos. Tādēļ, ka to grūtais eļļas balons un neērtā instalācija, to parasti izmanto tikai eļļu nomākšanas pārveidotājos.

• Elektroniskie temperatūras kontrolētāji izmanto temperatūras sensorus, piemēram, rezistīva temperatūras detektorus (piem., Pt100, PTC) vai termopārus. Tās augstā tehnoloģiska sofistikācija, visaptverošās funkcijas, augstā precizitāte un lietotājam draudzīga operācija, elektroniskie kontrolētāji tagad tiek plaši pielietoti gan eļļu nomākšanas, gan sausajos pārveidotājos.

2.2 Pēc instalācijas metodes: Iegultie vs. Ārēji montētie

• Iegultie kontrolētāji tiek tieši montēti uz pārveidotāja klampēšanas rāmis (bez korpusiem) vai integrēti pārveidotāja korpusā.

• Ārēji montētie (sienā montētie) kontrolētāji tiek instalēti uz sienām (bez korpusiem) vai pievienoti pārveidotāja korpusa ārējai virsmai.

Sausie pārveidotāji radīs lielu siltumu, zemu frekvences vibrāciju un elektromagnētisko interferenci darbības laikā - apstākļi, kas smagi ietekmē iegultos temperatūras kontrolētājus, kas instalēti uz klampēšanas rāmiem vai korpusos.

Zināms, ka elektroniskie komponenti, tāpat kā sausie pārveidotāji, ir ierobežota "termiskā dzīve". Iegultā instalācijas metode būtiski samazina kontrolētāja darbības laiku un uzticamību. Savukārt, ārēji montētie kontrolētāji efektīvi ir atdalīti no šiem smagajiem apstākļiem, nodrošinot labāko aizsardzību un ilgumu.

3. TTC serijas sausā pārveidotāja temperatūras kontrolētājs

JB/T 7631-94 “Pārveidotāju rezistīva termometri” ir standarts, ko 1994. gadā izdevusi Ķīnas Mašīnbūves ministrija, konkrēti paredzēts sausu pārveidotāju temperatūras rādītājiem un kontrolētājiem. Tas ietver prasības no GB/T 13926-92 “Rūpnieciskā procesa mērīšanas un kontrolēšanas aprīkojuma elektromagnētiskā savietojamība”.

TTC serijas temperatūras kontrolētāji atbilst atjaunotajam standartam GB/T 17626-1998 “Elektromagnētiskā savietojamība – Testēšanas un mērīšanas tehnikas” (ekvivalentam ar IEC 61000-4:1995).

3.1 Darbības princips

3.1 Shēma un temperatūras mērīšanas principi (Pt100 un PTC)

Pt100 temperatūras sensors darbojas saskaņā ar principu, ka tā elektriskā pretestība mainās gandrīz lineāri ar apkārtējo temperatūru. Kā redzams pretīstā pretestības-temperatūras līkne (labajā pusē), Pt100 platīna rezistora pretestība pieaug pastāvīgi un gandrīz lineāri, kā temperatūra palielinās.

Temperatūras kontrolētājs izmanto šo īpašību, lai nodrošinātu nepārtrauktu, precīzu temperatūras monitoringu pārveidotājam. Rādītā temperatūras vērtība tiek izgūta tieši no Pt100 sensora mērījumiem.

Tās izcilā atkārtojamība un viennozīmīgā sakarība starp pretestību un temperatūru ļauj Pt100 precīzi punktveidīgi mērīt temperatūru, parasti sasniedzot 0,5 precizitātes klasi.

3.2 Pt100 temperatūras mērījuma precizitātes nodrošināšana

Pt100 temperatūras sensors var būt pieslēdzams divu, trīsu vai četrus vadu konfigurācijā. Lielākajā daļā rūpnieciskās temperatūras kontrolēšanas lietojumprogrammās izmanto trīsvadu savienojumu, jo tas efektīvi kompensē mērījuma kļūdas, kas izraisītas vadu pretestību dēļ.

Piemēram: pastiprinātāja shēma parasti ir Veta brīdis. Ražošanas un kalibrēšanas laikā tiek izmantotas īsās savienojumu sprādzieni. Tomēr, reālā darbībā, kad sensora kabeļi tiek pieslēgti, to inhereints pretestība ievieš mērījuma kļūdas. Trīsvadu konfigurācija minimizē šo kļūdu, līdzsvarojot brīdi.

Lai gan Pt100 rezistīvitate–temperatūras kārta ir gandrīz lineāra, tā nav pilnīgi lineāra. Lai palielinātu precizitāti, mūsu temperatūras reglāmētāji sadala 0–200°C Pt100 rezistīvitate–temperatūras karti piecās daļās. Katrā no šīm daļām tiek izmantota taisna līnija, lai aproksimētu patieso līkni ar lineāru pielāgošanu, kas būtiski uzlabo kopējo mērījumu precizitāti.

3.3 PTC Termistora Izmantošana kā Alternatīvs Sensort TTC-300 Serijas Reglāmētājos

PTC (Positive Temperature Coefficient) termistors ir cits temperatūras sensors, ko mēs izmantojam mūsu TTC-300 serijas transformatora temperatūras reglāmētājos. PTC termistori ir izgatavoti no bariumtitāna pamatīgām polikristālajām keramisko materiālu, dopotiem, lai sasniegtu konkrētas "trippa" vai "pārslēgšanas" temperatūras.

Atšķirībā no platīnas rezistoriem (Pt100), PTC termistori parāda atšķirīgu nelīniju veidojumu: to rezistīvitate paliek salīdzinoši stabila zemākās temperatūrās, bet izdod ļoti strauju, gandrīz soļveida pieaugumu, kad temperatūra sasniedz noteikto slieksni—zināms kā Kuri punkts vai darbības temperatūra. Šī iezīme ir attēlojama zemāk minētajā rezistīvitate–temperatūras kartē.

Kā redzams, zem darbības temperatūras, PTC rezistīvitate mainās mazāk ar temperatūras pieaugumu. Tomēr, kad temperatūra tuvojas un pārsniedz šo kritisko punktu, rezistīvitate dramatiski pieauga—bieži par vairākiem rādījumiem.

PTC balstītā temperatūras detektora darbības princips ir nodrošināt šo nejaušu rezistīvitates maiņu, lai noteiktu, vai konkrētais temperatūras slieksnis ir sasniedzts. Tādējādi PTC sensori var norādīt tikai vienu temperatūras punktu—tie nevar sniegt nepārtrauktu, pilnu temperatūras diapazonu, tāpat kā Pt100.

Mūsu produkti izmanto šo PTC sensoru on/off raksturlielumu, lai realizētu pārāk augstu temperatūru trauksmes signālus un pārslēgšanas aizsardzību transformatoriem. Lai nodrošinātu produktu saskaņotību, uzticamību un augsta kvalitāti, mēs izmantojam PTC komponentus, kas nolaists no Siemens–Matsushita Electronic Components Co., Ltd.

3.4 TC Temperatūras Mērīšanas Princips

Temperatūras reglāmētājs iegūst temperatūras signālus gan no PTC, gan no Pt100 sensoriem caur savu iekšējo shēmu un izmanto loģisku novērtēšanu, lai noteiktu, vai aktivizēt pārāk augstu temperatūru trauksmi vai pārslēgšanas signālu. Šis divkāršais aizsardzības mehānisms efektīvi novērš darbības neveiksmes vai nepareizu trauksmi.

Transformatora spuldzes (Fāzes A, B, C) un kodols (D) tiek uzraudzīti, izmantojot Pt100 un PTC sensorus. Kad temperatūra mainās, šo sensoru rezistīvitate atbilstoši mainās. Reglāmētājs pārvērš šo rezistīviti vērtsprieguma signālā, kas pēc tam tiek apstrādāts, filtrēts, veicot analogo-digitalo (A/D) konvertēšanu un izmantojot sarežģītus algoritmus, lai aprēķinātu atbilstošo temperatūras vērtību.

Balstoties uz šiem diviem temperatūras ievades veidiem:

• Reglāmētājs attēlo kanāla numuru un pašreizējo temperatūras vērtību priekšpuses ekrānā.

• Tajā pašā laikā tas izmanto loģiskos algoritmus, lai salīdzinātu mērīto temperatūru ar lietotāja definētajiem slieksniem. Ja temperatūra pārsniedz slieksni, reglāmētājs aktivizē atbilstošus izvades signālus—piemēram, sāk/apstādina dzērienu ventilators, aktivizē trauksmes signālus vai uzsāk pārslēgšanas komandu.

Lietotāji var konfigurēt sistēmas parametrus, tostarp ventilatoru sākšanas/apstādināšanas temperatūras, kodola pārsiltuma trauksmes slieksni un citus iestatījumus, izmantojot priekšpuses pogas.

Papildus tam, sistēma nepārtraukti veic sevdiagnostiku. Ja notiek sensora traucējums vai temperatūras reglāmētāja iekšējā aparātūra bojājas, tā tūlītējā laikā izdod skaņas un vizuālas trauksmes signālus, lai brīdinātu operators.