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

1. Pamamahala ng Temperatura ng Transformer

Ngayon, ang mga power transformers ay pangunahing nakaklasi sa dalawang uri: oil-immersed at dry-type transformers. Ang mga dry-type transformers ay malawak na ginagamit sa mga power plants, substations, airports, railways, intelligent buildings, at smart residential communities dahil sa kanilang maraming mga kasanayan—tulad ng inherent safety, flame resistance, zero pollution, maintenance-free operation, low losses, minimal partial discharge, at long service life.

Isa sa mga pangunahing kasanayan ng mga dry-type transformers ay ang kanilang disenyo ng buhay, na kadalasang lumampas sa 20 taon. Habang mas mahaba ang operational lifespan, mas mababa ang total cost of ownership. Sa praktika, ang ligtas na operasyon at tagal ng serbisyo ng isang dry-type transformer ay malaking depende sa reliabilidad ng kanyang mga winding. Isa sa mga pangunahing sanhi ng pagkabigo ng transformer ay ang insulation degradation na resulta ng paglalampas ng winding temperatures sa thermal endurance limit ng insulation material.

Bukod dito, ang serbisyo ng buhay ng isang dry-type transformer ay karaniwang limitado ng kanyang "thermal life." Upang makamit ang pinakamataas na operational life, mahalaga na ito ay imonitor ang winding temperature gamit ang isang temperature control system at ipatupad ang mga nangangailangan na protective measures—tulad ng forced cooling o alarm warnings—kapag kinakailangan.

2. Mga Uri ng Temperature Controllers para sa Transformers

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

• Ang mga mekanikal na temperature controllers ay tipikal na mga expansion-type devices na gumagamit ng isang oil-filled bulb bilang sensing element, na nag-ooperate batay sa principle ng thermal expansion and contraction. Dahil sa kanilang bulky oil bulb at inconvenient installation, sila ay karaniwang ginagamit lamang sa mga oil-immersed transformers.

• Ang mga elektronikong temperature controllers ay gumagamit ng mga temperature sensors tulad ng resistance temperature detectors (halimbawa, Pt100, PTC) o thermocouples. Dahil sa kanilang mataas na teknolohikal na sofistikasyon, komprehensibong pagganap, mataas na katumpakan, at user-friendly operation, ang mga elektronikong controllers ay ngayon malawak na ina-apply sa parehong oil-immersed at dry-type transformers.

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

• Ang mga embedded controllers ay direktang inilalapat sa clamping frame ng transformer (para sa mga yunit na walang enclosure) o in-integrate sa enclosure ng transformer.

• Ang mga external-mounted (wall-mounted) controllers ay inilalapat sa mga pader (para sa mga hindi na-enclose na yunit) o in-affix sa labas na surface ng enclosure ng transformer.

Ang mga dry-type transformers ay nag-generate ng malaking init, mababang frequency vibration, at electromagnetic interference habang nasa operasyon—mga kondisyon na may malaking epekto sa mga embedded temperature controllers na inilalapat sa clamping frames o sa loob ng mga enclosure.

Narito na ang mga electronic components, tulad ng mga dry-type transformers mismo, ay may hangganan na "thermal life." Ang embedded installation method ay malaking binabawasan ang serbisyo ng buhay at reliabilidad ng controller. Sa kabilang banda, ang mga external-mounted controllers ay maari nang maging hiwalay sa ganitong mahigpit na kapaligiran, na nagbibigay ng mas mahusay na proteksyon at tagal ng serbisyo.

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 transformers. Ito ay sumasang-ayon sa mga requirement mula sa GB/T 13926-92 “Electromagnetic Compatibility for Industrial Process Measurement and Control Equipment.”

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

3.1 Working Principle

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

Ang Pt100 temperature sensor ay nag-ooperate batay sa principle na ang kanyang electrical resistance ay nagbabago nang humigit-kumulang linear sa ambient temperature. Tulad ng ipinapakita sa resistance–temperature curve (right), ang resistance ng isang Pt100 platinum resistor ay patuloy na tumataas at halos linear na bilang tumaas ang temperatura.

Ang temperature controller ay gumagamit ng karakteristikang ito upang magbigay ng patuloy, accurate temperature monitoring ng transformer. Ang ipinapakita na temperatura value ay diretang galing sa mga measurement na ginawa ng Pt100 sensor.

Dahil sa kanyang excellent repeatability at one-to-one correspondence sa pagitan ng resistance at temperatura, ang Pt100 ay nagbibigay ng precise point-by-point temperature measurement, na kadalasang nag-aabot ng accuracy class na 0.5.

3.2 Ensuring Pt100 Temperature Measurement Accuracy

Ang Pt100 temperature sensor ay maaring ma-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 epektibong nag-compensate sa mga measurement errors na dulot ng lead wire resistance.

Halimbawa: ang amplifier circuit ay tipikal na isang Wheatstone bridge. Sa panahon ng manufacturing at calibration, ang shorting links ang ginagamit para sa adjustment. Gayunpaman, sa tunay na operasyon, kapag konektado ang sensor cables, ang kanilang inherent resistance ay nagpapakilala ng mga measurement errors. Ang three-wire configuration ay minamaliit ang error na ito sa pamamagitan ng pagbalanse ng bridge circuit.

Bagaman halos linya ang Pt100 na resistensya–temperatura, hindi ito perpektong linyar. Upang mapataas ang katumpakan, hinahati ng aming mga tagapagkontrol ng temperatura ang 0–200°C na Pt100 na resistensya–temperatura sa limang segment. Sa loob ng bawat segment, ginagamit ang isang tuwid na linya upang tantiyahin ang aktuwal na kurba sa pamamagitan ng linyar na pag-akma, na nagpapabuti nang malaki sa kabuuang katumpakan ng pagsukat.

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

Ang PTC (Positive Temperature Coefficient) thermistor ay isa pang sensor ng temperatura na ginagamit sa aming serye ng tagapagkontrol ng temperatura ng transformer na TTC-300. Ang mga PTC thermistor ay gawa sa barium titanate-based na polycrystalline ceramic materials, na dinodag upang makamit ang tiyak na "trip" o "switching" na temperatura.

Hindi tulad ng platinum resistors (Pt100), ang mga PTC thermistor ay nagpapakita ng malinaw na hindi linyar na pag-uugali: ang kanilang resistensya ay nananatiling medyo matatag sa mas mababang temperatura ngunit nagkakaroon ng matalas, halos parang hakbang na pagtaas kapag ang temperatura ay umabot sa isang paunang natukoy na antas—na kilala bilang Curie point o temperatura ng pagkilos. Ipinapakita ang katangiang ito sa ibaba sa resistensya–temperatura na kurba.

Tulad ng ipinapakita, sa ilalim ng temperatura ng pagkilos, kaunti lang ang pagbabago ng resistensya ng PTC batay sa temperatura. Gayunpaman, kapag ang temperatura ay papalapit at lumampas sa kritikal na punto, ang resistensya ay sumusugod nang malakas—madalas nang ilang beses sa magnitude.

Ang prinsipyo ng pagtatrabaho ng PTC-based na deteksyon ng temperatura ay ang pagtukoy sa biglang pagbabago ng resistensya upang malaman kung ang isang tiyak na threshold ng temperatura ay narating na. Dahil dito, ang mga sensor ng PTC ay kayang magpakita lamang ng isang punto ng temperatura—hindi nila kayang magbigay ng patuloy, buong saklaw na pagsukat ng temperatura tulad ng Pt100.

Ginagamit ng aming mga produkto ang katangian ng on/off ng mga sensor ng PTC upang maisagawa ang alarm sa sobrang temperatura at proteksyon laban sa trip para sa mga transformer. Upang matiyak ang pagkakapare-pareho, maaasahan, at mataas na kalidad ng produkto, gumagamit kami ng mga bahagi ng PTC mula sa Siemens–Matsushita Electronic Components Co., Ltd.

3.4 Prinsipyo ng TC na Pangkukumpas ng Temperatura

Kinukuha ng tagapagkontrol ng temperatura ang mga signal ng temperatura mula sa mga sensor ng PTC at Pt100 sa pamamagitan ng sariling circuitry nito at gumagamit ng lohikal na paghuhusga upang matukoy kung dapat ipagtapat ang alarm sa sobrang temperatura o signal ng trip dahil sa sobrang temperatura. Ang mekanismong may dalawang proteksyon na ito ay epektibong humihinto sa kabiguan na kumilos o maling pag-trigger.

Sinusubaybayan ang temperatura ng mga winding ng transformer (Phase A, B, C) at core (D) gamit ang mga sensor ng Pt100 at PTC. Habang nagbabago ang temperatura, nagbabago rin ang resistensya ng mga sensor na ito. Ginagawa ng controller ang resistensyang ito sa voltage signal, na pagkatapos ay pinoproseso sa pamamagitan ng pagsasala, analog-to-digital (A/D) conversion, at advanced algorithms upang kwentahin ang katumbas na halaga ng temperatura.

Batay sa dalawang uri ng input ng temperatura na ito:

• Ipinapakita ng controller ang numero ng channel at real-time na halaga ng temperatura sa screen sa harapan.

• Kasabay nito, inilalapat nito ang mga algorithm sa lohika upang ihambing ang nasukat na temperatura sa mga setpoint na tinukoy ng user. Kung lampas na ang temperatura sa threshold, pinapasigla ng controller ang angkop na output—tulad ng pagsisimula/pagtigil sa mga cooling fan, pag-trigger ng mga alarm, o pagsisimula ng utos ng trip.

Maaring i-configure ng mga user ang mga parameter ng sistema—kabilang ang temperatura ng pagsisimula/pagtigil ng fan, mga threshold ng sobrang init ng core, at iba pang mga setting—sa pamamagitan ng mga pindutan sa harap na panel.

Bukod dito, patuloy na isinasagawa ng sistema ang self-diagnosis. Sa kaso ng kabiguan ng sensor o panloob na hardware fault sa tagapagkontrol ng temperatura, agad itong maglalabas ng tunog at visual alarm kasama ang signal ng error upang abisuhan ang mga operator.