Меню Рубрики

Установка датчика температуры в обмотку трансформатора

Термодатчики трансформаторов

Термодатчики предназначены для контроля температуры верхних слоев масла и обмотки трансформаторов, а также для управления работой системы охлаждения. В качестве термодатчиков используются ртутные термометры, термосигнализаторы, индикаторы температуры масла и индикаторы температуры обмоток.
Термометры ртутные технические предназначены для измерения температуры верхних слоев масла (ВСМ). Термометры устанавливаются в заполненную трансформаторным маслом гильзу на крышке бака трансформаторов мощностью до 630 кВ • А со стороны обмотки НН. Диапазон измерений термометра типа А, исполнения № 4: 0—160 °С. Цена деления шкалы — 2 °С.

Термосигнализаторы устанавливаются в трансформаторах мощностью более 1000 кВ • А. Термосигнализаторы предназначены для контроля температуры ВСМ и дистанционного управления вентиляторами дутья и маслонасосами систем охлаждения типов Д, ДЦ, Ц трансформатора.
Принцип действия термосигнализатора основан на зависимости между температурой и давлением паров наполнителя, находящегося в термобаллоне, установленного в гильзе на крышке бака трансформатора. С увеличением температуры и давления, последнее по капилляру воздействует на манометрическую пружину, и далее — на показывающий прибор.

Индикаторы температуры обмотки позволяют определять ее температуру косвенным методом.
Индикатор (рис. 2) состоит из 1) измерительного прибора, 2) термодатчика,
3) теплоемкого элемента (термобаллона),
4) окружающего термобаллон сопротивления, по которому протекает электрический ток, пропорциональный току нагрузки трансформатора, 5) потенциометра настройки нагревательного сопротивления, микропереключателей.
Термобаллон залит трансформаторным маслом и находится в масле трансформатора; при отсутствии тока нагрузки прибор будет показывать температуру масла. В режиме нагрузки трансформатора по нагревательному сопротивлению прибора протекает ток от трансформатора тока (6) со стандартными коэффициентами трансформации 1—2—5А. Таким образом, при наличии в обмотке трансформатора тока нагрузки, температура баллона будет равна сумме температур масла и нагревательного сопротивления. С помощью потенциометра осуществляется настройка прибора на желаемый прирост температуры от действия нагревательного сопротивления. Настройка осуществляется по таблицам и кривым, прилагаемым к прибору.
Индикаторы температуры могут оснащаться термодатчиками с выходом на компьютер или счетчик со считывающей панелью, для мониторинга или записи температуры.
Типы индикаторов температуры обмотки: MSRT 150 W (TER-MAN Bollate Milano — Италия); АКМ Серия 35, (АВ KIHLS-TROMS MANOMETERFABRIK — Швеция); Симулятор температуры обмотки серии 130, фирма QualiTROL — Германия.

Рис. 2. Схема установки индикатора температуры обмотки.

источник

Для измерения температуры обмотки трансформатора не нужны датчики

Идея использования медной обмотки в качестве датчика не нова. Традиционная технология предполагает кратковременное отключение силовой цепи переменного тока и нагрузки и быстрое измерение с помощью омметра. Но представленная здесь схема идет дальше. Она может выполнять измерения прямо в схеме и в реальном времени.

Величина сопротивления определяется путем инжекции небольшого постоянного тока в контролируемую обмотку и измерения результирующего постоянного потенциала. Здесь, однако, следует проявлять осторожность, чтобы избежать серьезных ошибок, которые могут быть вызваны асимметрией силовых выпрямительных диодов, характером сетевой нагрузки или температурными градиентами. Для этого мы с очень низкой частотой чередуем полярность тока возбуждения и производим измерение напряжения синхронным методом. Это позволяет изолировать слабый полезный сигнал от присутствующих в схеме намного более высоких напряжений переменного и постоянного тока.

Ток возбуждения генерируется резистором R2 (Рисунок 1). Его полярность определяется элементами D4, Q2 или D3, Q1, которыми управляет генератор сверхнизкой частоты на микросхеме U3b.

Рисунок 1. Эта схема, свободная от недостатков, присущих другим бессенсорным
технологиям температурных измерений, использует в качестве
датчика температуры обмотку трансформатора.

Сигнал от трансформатора принимается резистором R3, и далее поступает на первый из каскада фильтров нижних частот, удаляющих частоту сети. Затем, после фильтрации и усиления, он поступает на инвертирующий усилитель U2c для формирования противофазного сигнала.

Оба сигнала используются микросхемой мультиплексора U1, включенного двухполупериодным синхронным демодулятором.

Этот детектор убирает все постоянные и переменные составляющие ошибок, накопившихся в процессе обработки сигнала, и отфильтровывает все частоты, кроме частоты модулирующего сигнала. Выходные сигналы детектора собираются балансным усилителем на микросхеме U2d, вход которого смещен в отрицательную область через резистор R16, и опять же, проходят через фильтр нижних частот.

В результате получается напряжение, пропорциональное сопротивлению трансформатора. При использованных в этом примере значениях сопротивления резистора R2 и усиления схемы, коэффициент пропорциональности равен 5 В/Ом. Схема создавалась для 48-вольтового трансформатора, сопротивление холодной обмотки которого равно 1.5 Ом, с начальным напряжением равным приблизительно 0 В при напряжении отрицательной шины 7.5 В. Температурный коэффициент сопротивления меди равен примерно +0.4%/°C.

Читайте также:  Установка и настройка vnc сервера ubuntu

Для компенсации фазовых сдвигов, вносимых многочисленными низкочастотными фильтрами, опорный сигнал для синхронного детектора берется не непосредственно, а с конденсатора C8. Дополнительно демодулированный выходной сигнал можно сравнивать с каким-либо внутренним пороговым напряжением, например, для того, чтобы сформировать тревожный сигнал перегрева.

В этом примере показан более универсальный вариант, когда напряжение преобразуется в низкочастотный сигнал ШИМ и передается во внешний мир через оптоизолятор U4.

Сигнал ШИМ, независимо от коэффициента передачи оптрона, одинаково легко может поддерживать как линейные, так и цифровые интерфейсы. При добавлении подтягивающего резистора сигнал может использоваться непосредственно входом микроконтроллера, или быть пропущен через фильтр нижних частот для восстановления аналогового значения.

U3c служит задающим генератором ШИМ, работающим на частоте 2 кГц, треугольные импульсы которого U3d сравнивает с выходным сигналом.
Вся схема берет питание от контролируемой обмотки через конденсатор C1.

В описываемой схеме конденсаторы C13 и C14 полярные. В нашем случае это нормально, но при других диапазонах измерения и масштабах преобразования они могут оказаться под обратным напряжением, и должны быть заменены неполярными. Выходное напряжение пропорционально также напряжению трансформатора, и если требуется истинная точность, необходимо включить элементы коррекции.

Это схема обладает множеством преимуществ:

  • Схеме не требуется специальный датчик, что позволяет использовать ее с любым трансформатором.
  • Поскольку датчиком является сам измеряемый элемент, не возникает проблем теплового контакта или задержки между реальными и измеренными значениями.
  • Не требуется дополнительная обмотка.
  • Схема не требует внешнего источника питания и потребляет лишь незначительную дополнительную мощность, забираемую от трансформатора.
  • Низкоуровневый тестовый сигнал не оказывает влияния на работу трансформатора.
  • Выход схемы имеет изолированную и удобную конфигурацию.
  • Схема отличается простотой самокалибровки. Если коэффициент ее усиления задан так, что при холодной обмотке напряжение имеет точное значение (например, 0 В), то каждый дополнительный вольт соответствует определенному приросту температуры (в нашем примере это 34 °C).
  • Усиление и элементы возбуждения могут быть подобраны в соответствии с параметрами любой обмотки, что позволяет использовать схему для контроля других типов моточных компонентов: электродвигателей, электромагнитов и т. д.
  • Все вышеперечисленное достигнуто с использованием дешевых общедоступных компонентов.

Материалы по теме

Перевод: AlexAAN по заказу РадиоЛоцман

источник

Система Температурного Контроля Силовых Трансформаторов (СТКТ)

НАЗНАЧЕНИЕ СИСТЕМЫ

Система температурного мониторинга силовых трансформаторов (СТКТ) предназначена для измерения, регистрации и отображения температуры наиболее нагретой точки электрических обмоток силовых трансформаторов с целью оптимизации режима работы и повышения надёжности функционирования трансформаторного оборудования.

ПРЕИМУЩЕСТВА СИСТЕМЫ

  • Применение системы обеспечивает возможность повышения производительности трансформатора и увеличения срока его эксплуатации;
  • Более точный контроль состояния трансформаторов (по сравнению с системами, построенными на косвенных измерениях). Высокая точность измерений – обеспечение безопасности трансформатора при перегрузках;
  • Пассивные диэлектрические волоконно-оптические температурные датчики;
  • Данные по температуре и её тренду могут быть использованы для определения необходимости в обслуживании трансформатора;
  • Надежная в эксплуатации, прочная и долговечная система.

ПРИНЦИП РАБОТЫ

Принцип работы системы СТКТ основан на флюорооптической технологии (использование люминесцентных свойств кристалла АИГ(Cr)). Термочувствительный фосфоресцирующий датчик закреплён в конце оптического волокна. Излучаемые диодом световые импульсы, соответствующие красному свету в спектре, передаются по волоконно-оптическому зонду и осуществляют возбуждение датчика с последующей его фосфоресценцией. В свою очередь, время затухания фосфоресценции обратно пропорционально температуре датчика. Электроника на цифровом сигнальном процессоре детектирует и вычисляет время затухания фосфоресценции после каждого импульса, обеспечивая точные измерения температуры в местах установки термочувствительных датчиков.
Программное обеспечение выполняет анализ данных на предмет выявления акустических событий, несоответствующих нормальной работе кабельной линии. Выявленные возмущения анализируются путём сравнения с существующими шаблонами с целью интерпретации характера возмущения и степени его опасности для кабельной линии.

ВОЗМОЖНОСТИ СИСТЕМЫ

Система позволяет получить прямые высокоточные, надёжные и стабильные результаты измерений температуры наиболее нагретых точек обмоток силовых трансформаторов в реальном времени.

Особенности системы температурного мониторинга силовых трансформаторов:

  • Возможность реализации оперативного управления системами охлаждения, сигнализации и защиты трансформаторов;
  • Безопасная оптимизация режима работы трансформаторов, особенно в аварийном режиме;
  • Особая конструкция оптических датчиков, для размещения в изоляционном масле силовых трансформаторов;
  • Отсутствие необходимости калибровки (продолжительный срок работы компонентов системы);
  • Разработана для высоковольтного оборудования;
  • Возможность интеграции с системами мониторинга ЧР и анализа газов, растворённых в электроизоляционном масле трансформаторов;
  • Возможность установки до 16 каналов измерения.
Читайте также:  Установка внешней антенны лачетти

КОМПЛЕКТАЦИЯ

В стандартную комплектацию системы входит:

  • Контроллер СТКТ;
  • Волоконно-оптические датчики;
  • Удлинительные кабели для подключения датчиков к контроллеру;
  • Проходная плита на трансформатор;
  • Блок обработки и передачи данных.

источник

Схема подключения и настройка цифрового температурного реле ТР-100

Здравствуйте, уважаемые читатели и гости сайта «Заметки электрика».

В сегодняшней статье я расскажу Вам про подключение и настройку цифрового температурного реле ТР-100 от Новатек Электро.

Реле ТР-100 предназначено для измерения температуры и выдачи сигналов при выходе ее за установленные значения.

Область применения реле может быть самой широкой и разнообразной. Вот например, в моем случае реле ТР-100 применяется для измерения и контроля температуры трехфазного сухого трансформатора ТСЛ 10/0,4 (кВ) мощностью 1000 (кВА).

Напомню, что трансформатор ТСЛ имеет обмотки с литой изоляцией с естественным воздушным охлаждением и его максимальная температура не должна превышать значения, указанные в руководстве по эксплуатации на трансформатор, в зависимости от класса нагревостойкости его изоляции. В данном случае трансформатор имеет класс нагревостойкости F, а температура его нагрева не должна превышать 145°С.

Вот внешний вид реле ТР-100 и его габаритные размеры (90х139х63 мм).

Реле ТР-100 устанавливается на стандартной DIN-рейке, причем в любом пространственном положении, и имеет универсальное питание, находящееся в пределах от 24 (В) до 260 (В), причем как переменного, так и постоянного напряжения.

Основные технические характеристики реле ТР-100:

Характеристики контактов выходных реле:

  • 10 (А) при переменном напряжении 250 (В) и cosφ=1
  • 3 (А) при постоянном напряжении 30 (В) и cosφ=1

В моем примере реле подключено к дифференциальному автомату АД12 (SF6) с номинальным током 16 (А) и током утечки 30 (мА), к которому помимо реле подключена еще и розетка (XS1). А вообще, для индивидуального питания реле ТР-100 необходим автомат с номинальным током 1 (А) или 2 (А).

К данному реле можно подключить до 4 датчиков температуры. В качестве датчиков температуры в моем примере используются резистивные платиновые датчики РТ100 с номинальным сопротивлением 100 (Ом) при 0°С.

Датчики устанавливаются в верхней части обмоток НН каждой фазы трансформатора, т.е. всего на трансформаторе установлено 3 температурных датчика РТ100, кабели от которых выведены к реле ТР-100.

Кабели от датчиков должны быть изготовлены из экранированного кабеля типа витая пара (или тройка) и иметь одинаковую длину, а экраны кабелей должны быть обязательно заземлены.

В данном примере применены трехжильные кабели, правда вот заземление экранов монтажники почему-то не выполнили. В общем как всегда, придется самому за ними все доделывать, т.е. разделать кабели и заземлить их экраны. Кстати, это не единственная не доработка поставщика данной КТПН. Помимо этого, есть еще ряд замечаний, о которых я расскажу в самое ближайшее время.

Датчики к реле можно подключить, как по двухпроводной схеме, так и по трехпроводной. В моем случае используется трехпроводная схема подключения датчиков температуры, т.к. при двухпроводной схеме длина кабелей ограничена 5 метрами. При трехпроводной схеме расстояние кабелей может достигать вплоть до 100 метров.

На каждый канал подключается кабель от температурных датчиков. По возможности, определите для себя откуда проложен тот или иной кабель, чтобы ориентироваться на случай перегрева обмоток трансформатора.

Например, кабель от датчика обмотки фазы А подключен к первому каналу следующим образом:

  • красная жила — на клемму (22)
  • две белых жилы — в любом порядке, соответственно, на клеммы (23) и (24)

Остальные кабели подключаются аналогично, только на второй и третий каналы.

При повышении температуры обмоток трансформатора сопротивление датчиков увеличивается. Сигнал от датчиков температуры преобразуется в электрический сигнал и передается на наше цифровое температурное реле ТР-100.

Кстати, нередко для подобных целей применяется реле Т154 от TecSystem, но не в этот раз.

Для правильной защиты нашего сухого трансформатора от перегрева и исключения выхода его из строя, рекомендуется использовать 3 пары выходных контактов:

  • включение вентиляторов охлаждения (уставка срабатывания реле 100°С, возврат 90°С)
  • сигнализация перегрева обмоток (уставка 135°С)
  • отключение нагрузки трансформатора (145°С)

Температурное реле ТР-100 как раз таки имеет 4 выходных реле, что удовлетворяет вышеприведенным рекомендациям.

Читайте также:  Установка гбо на nissan almera n16

Но в моем случае контакты выходных реле никуда использоваться не будут. Согласно проекта, в КТПН не предусмотрена система вентиляции, а также не проложены контрольные кабели для выдачи сигналов при перегреве трансформатора. В таком случае оперативный персонал будет производить ежедневные осмотры данного трансформатора и контролировать температуру его нагрева по дисплею реле ТР-100.

Тем не менее я расскажу вкратце про выходные реле. Как я уже говорил, ТР-100 имеет 4 выходных реле:

  • К1 — расцепление
  • К2 — тревога
  • К3 — вентиляция
  • К4 — отказ

Реле К1 (расцепление), К2 (тревога) и К3 (вентиляция) включаются только при достижении заданной уставки. Уставки каждого реле (Alr, trP и FAn) настраиваются индивидуально.

Реле К4 (отказ) находится всегда во включенном положении и отключается при снятии напряжения питания с ТР-100 или при неисправности температурных датчиков. Во втором случае, индикаторы «расцепление», «тревога» и «отказ» будут мигать, а ошибка на дисплее будет символизировать характер неисправности датчиков (Fcc — замыкание датчика, Foc — обрыв датчика).

На лицевой панели реле ТР-100 расположены индикаторы включения всех выходных реле, а также индикаторы подключения к ПК и номера каналов отображения температуры. Помимо индикаторов, на лицевой панели расположены кнопки управления, с помощью которых происходит управление и задание параметров реле.

У реле ТР-100 имеется два режима управления параметрами:

  • режим просмотра
  • режим изменения (программирования)

Надеюсь, что по кнопкам управления Вам все понятно из выше прикрепленного изображения, единственное добавлю, что для входа в режим настройки параметров необходимо нажать и удержать кнопку «Меню» около 7 секунд. Кстати, для доступа к настройке можно установить пароль, изменив параметр PAS (см. таблицу ниже). Тогда каждый раз при входе в режим настройки, нужно будет вводить заданный пароль.

Ниже я приведу таблицу с настраиваемыми параметрами реле ТР-100, взятую из руководства по эксплуатации. По этим таблицам все вполне наглядно и информативно понятно, чтобы самостоятельно произвести настройку реле должным образом. В таблице указаны параметры, их обозначение (мнемоника), пределы регулирования, заводская установка и действия, за которое отвечает тот или иной параметр.

Чуть выше я говорил, что согласно проекта, в КТПН не предусмотрена система вентиляции, а также не проложены контрольные кабели для выдачи сигналов на отключение трансформатора при перегреве его обмоток. Поэтому практически все параметры я оставил без изменений (заводские настройки), отключив лишь режим работы вентиляции (FAn).

В остальном заводские настройки мне полностью подходили по количеству задействованных каналов, типу подключенных температурных датчиков (РТ100), режиму индикации с поочередным 4-секундным интервалом отображения температуры каналов, действие прибора при неисправности датчиков и т.д.

Да, кстати, реле ТР-100 фиксирует максимальную температуру по каждому каналу, которую можно посмотреть в соответствующих параметрах cn1, cn2, cn3 и cn4. Для этого необходимо зайти в меню, пролистать с помощью кнопок управления, например, до параметра максимальной температуры канала 1 (cn1) и нажать «Меню». Если Вы хотите сбросить зафиксированную температуру, то можно нажать на «Ввод», правда для этого необходимо зайти не в режим просмотра, а в режим изменения настроек реле.

Реле ТР-100 можно подключать к ПК или прочим устройствам по интерфейсу RS-485 (протокол MODBUS RTU).

Программу можно скачать с официального сайта Новатек Электро. С помощью программы можно дистанционно посмотреть текущее состояние реле и выполнить его настройки:

  • посмотреть и настроить уставки тревоги, расцепления и вентиляции
  • посмотреть текущую и максимальную температуры каналов, а также произвести сброс максимальных температур
  • посмотреть график изменения (легенду) температуры каждого канала
  • посмотреть индикаторы состояния аварий, а также настроить звуки (есть библиотека) и запуск приложений при авариях
  • настроить задержку включения выходных реле

Адреса регистров настраиваемых параметров hex приведены в выше размещенных таблицах. Дополнительные регистры и их предназначение приведены в таблице ниже.

Вот например, ТР-100 можно перевести в режим удаленного управления его выходными реле, установив параметр rSA в положение «2», а в регистрах 0х200 — 0х206 перезаписать значение «0» на «1». При этом, если связь ПК-реле будет утеряна больше заданного таймаута (параметр rSL), то управление выходными реле передается автоматически ТР-100.

А в завершении статьи, предлагаю Вам посмотреть видеоролик по подключению и настройке реле ТР-100:

источник

Добавить комментарий