Қысымды, кедергіні және талшықты-оптикалық термометрлерді түсіну

сенімді жұмыс істеуі Майға батырылған трансформатор көбінесе оның ішкі оқшаулағыш майы мен орама температурасының тұрақтылығына байланысты. Қызып кету оқшаулағыштың тез қартаюының, өнімділіктің төмендеуінің және сайып келгенде, істен шығуының негізгі себебі болып табылады. Сондықтан температураны бақылау трансформаторды пайдалану мен күтіп ұстаудың ең негізгі және маңызды аспектілерінің бірі болып табылады. Дәстүрлі механикалық циферблаттардан бастап заманауи интеллектуалды талшықты-оптикалық жүйелерге дейін термометрдің даму тарихы трансформаторды бақылау технологиясының пассивті бақылаудан белсенді ерте ескертуге дейінгі эволюциясы болып табылады.

 

Бұл мақалада майға батырылған трансформаторларда қолданылатын термометрлердің кең таралған түрлері жүйелі түрде сипатталады және олардың жұмыс принциптері мен қолдану сценарийлерінің терең талдауы беріледі.

 

1-тарау: Термометрлердің «шежіре ағашы» – үш негізгі түрге егжей-тегжейлі шолу

Өлшеу принциптері мен орнату орнына сүйене отырып, майға батырылған трансформаторларға арналған термометрлер негізінен келесі үш санатқа бөлінеді. Олар бірге майдың жоғарғы температурасынан бастап орама ыстық нүктелерге дейінгі үш өлшемді бақылау желісін құрайды.

 

1. Қысым түріндегі термометр (қашықтықтан оқу термометрі)

Жұмыс принципі: Бұл термиялық кеңею/жиырылу және сұйықтық/газ қысымын өткізуге негізделген классикалық механикалық құрал. Жүйе үш бөліктен тұрады:

 

Температуралық шам (сенсор): Трансформатор багының жоғарғы жағындағы майға енгізілген, температураға сезімтал ортамен (мысалы, сұйықтық, газ немесе төмен қайнау температурасы бар сұйықтық) толтырылған.

 

Капиллярлық түтік: Шамды өлшеуіш басына жалғайтын, қысым өткізгіш ортамен толтырылған ұзын, жіңішке металл түтік.

 

Манометр басы (индикатор): Трансформатор бак қабырғасына немесе басқару шкафына орнатылған, шамнан бірнеше метр қашықтықта болуы мүмкін. Оның өзегі - Бурдон түтігі - иілген, серпімді металл түтік. Шам қызған кезде, ішкі қысымның өзгеруі капилляр арқылы Бурдон түтігіне беріледі, бұл оның деформациялануына әкеледі. Бұл деформация көрсеткішті байланыстырушы механизм арқылы жылжытады, бұл температураны көрсетеді.

 

Негізгі сипаттамалары:

 

Таза механикалық, сыртқы қуатты қажет етпейді, электромагниттік кедергілерге тамаша төзімділік, өте жоғары сенімділік.

 

Өлшеуіш басын жергілікті ыңғайлы оқу үшін қашықтан орнатуға болады.

 

Әдетте температураның жоғарылауы туралы дабыл және өшіру функциялары үшін 1-2 реттелетін түйіспемен жабдықталған.

 

Дәлдік пен жауап беру жылдамдығы электронды түрлермен салыстырғанда салыстырмалы түрде баяу, ал капиллярлық түтік механикалық зақымға сезімтал.

 

Типтік қолданылуы: майдың жоғарғы температурасын бақылау және дабыл беру құрылғысы, барлық майға батырылған трансформаторларда стандартты функцияға жақын.

 

2. Кедергі температурасын анықтағыш (RTD, мысалы, PT100)

Жұмыс принципі: Өткізгіштің кедергісі температураға байланысты өзгеретін қасиетіне негізделген. Ең көп таралған сенсорлық элемент - платина кедергісі термометрі, PT100 0°C температурада 100 Ом кедергіні білдіреді. Оның кедергісі температураға байланысты дәл және сызықтық түрде өзгереді.

 

Жүйелік компоненттер:

 

Платина RTD зонд: Трансформатордың жоғарғы жағындағы термометр ұңғымасына орнатылған, майға батырылған.

 

Өлшеу көпірі және таратқыш: Көбінесе интеллектуалды басқару блогына біріктірілген. Дәл тізбек PT100 кедергісін өлшейді және оны стандартты 4-20 мА ток сигналына немесе сандық сигналға түрлендіреді.

 

Негізгі сипаттамалары:

 

Өлшеу дәлдігі жоғары, сигналдар ұзақ қашықтыққа берілуі мүмкін, шуылға төзімділігі жақсы.

 

Шығыс - бұл қашықтан орталықтандырылған бақылау үшін SCADA (Басқарушылық бақылау және деректерді жинау) және DCS (Таратылған басқару жүйелері) сияқты автоматтандыру платформаларымен оңай интеграцияланған стандартты электрлік сигнал.

 

Көбінесе қысым термометрінің жанында орнатылады, май температурасын қашықтан бақылау және тіркеу үшін артық немесе жоғары дәлдіктегі құрал ретінде қызмет етеді.

 

Типтік қолданылуы: заманауи автоматтандырылған, қараусыз қосалқы станциялардың негізі болып табылатын майдың жоғарғы температурасын қашықтан беру және сандық бақылау үшін қолданылады.

 

3. Талшықты-оптикалық орама температурасын өлшеу жүйесі (ең озық тікелей «ыстық нүкте» өлшеуі)

Жұмыс принципі: Бұл қазіргі уақытта орама температурасын бақылаудың ең тікелей және озық технологиясы. Ол талшықты Брэгг торларының физикасына негізделген.

 

Талшықты Брэгг торы (ТБТ) сенсоры: Сыну көрсеткішінің (тордың) периодты өзгерісі лазерді пайдаланып арнайы оптикалық талшық сегментіне жазылады. Оның негізгі қасиеті: Белгілі бір толқын ұзындығының (Брэгг толқын ұзындығы) сәулесі шағылысады, және бұл шағылысқан толқын ұзындығы тор орналасқан жердегі температураның (немесе деформацияның) өзгеруімен сызықтық түрде өзгереді.

 

Өлшеу процесі: Бірнеше FBG сенсорлары орнатылған икемді талшықты-оптикалық кабель трансформатор өндірісі кезінде болжамды ең ыстық нүктелердегі жоғары вольтты орамалардың оқшаулағыш қабаттарының арасына тікелей алдын ала енгізіледі. Жүйе кең жолақты жарық шығарады және әрбір тордан шағылысқан нақты толқын ұзындығын талдау арқылы ораманың әртүрлі нүктелеріндегі абсолютті температураны дәл және нақты уақыт режимінде ала алады.

 

Негізгі сипаттамалары:

 

Ораманың ыстық нүктесінің температурасын тікелей өлшеу, жанама бағалау емес. Деректер ең шынайы және сенімді.

 

Іштей қауіпсіз: Оптикалық талшық кремний диоксидінен жасалған, оқшаулағыш, жоғары вольтты төзімді және электромагниттік кедергілерге төзімді, күшті ЭМ өрістерінде тұрақты жұмыс істейді.

 

Таратылған өлшеу: Бір талшықта ондаған сенсорлық нүктелер болуы мүмкін, бұл ораманың толық жылу картасын жасауға мүмкіндік береді.

 

Трансформатордың «Динамикалық рейтингі» және өмір бойы бағалау үшін негізгі мүмкіндік.

 

Әдеттегі қолданылуы: Үлкен, маңызды трансформаторлар (мысалы, электромагниттік кернеу, түрлендіргіш трансформаторлар), жүктеме қабілетін басқаруды қажет ететін ақылды қосалқы станциялар.

 

2-тарау: Негізгі тұжырымдаманы түсіндіру – Майдың жоғарғы температурасы және орама температурасы

Бұл термометр түрлерін таңдаудың маңызды тұжырымдамасы және бастапқы нүктесі.

 

Майдың жоғарғы температурасы: Бактың жоғарғы жағындағы майдың температурасын өлшейді. Ол трансформатордың жалпы жылу жүктемесін көрсетеді, бірақ жылулық кідіріске ие. Жүктеме өзгерген кезде орама температурасы ең жылдам өзгереді, содан кейін май температурасы өзгереді. Қысым типті және RTD термометрлері мұны өлшейді.

 

Ораманың ыстық нүктесінің температурасы: Трансформатордың бүкіл ішіндегі ең ыстық нүктені білдіреді, әдетте төмен вольтты ораманың жоғарғы бөлігінде орналасқан. Бұл оқшаулаудың тозу жылдамдығын және жүктеме қабілетін анықтайтын ең маңызды параметр. Дәстүрлі әдістер оны тікелей өлшей алмайды, оның орнына оны «май температурасы + ток түзетуі» арқылы модельдейтін/бағалайтын орама температурасы индикаторына (WTI) сүйенеді. Талшықты-оптикалық өлшеу - оны тікелей және дәл өлшей алатын жалғыз технология.