Care este rolul modelelor termice în monitorizarea punctelor fierbinți ale înfășurărilor transformatoarelor?

În calitate de furnizor de monitorizare a punctelor calde de bobinare a transformatoruluiMonitorizarea punctului fierbinte al bobinării transformatorului, am fost foarte interesat de modul în care modelele termice joacă un rol în acest domeniu. La urma urmei, înțelegerea temperaturii punctului fierbinte din înfășurările transformatorului este crucială pentru a asigura fiabilitatea și longevitatea transformatoarelor.

În primul rând, să vorbim despre care este temperatura punctului fierbinte din înfășurările transformatorului. Într-un transformator, înfășurările transportă curent electric, iar acest curent generează căldură datorită rezistenței conductoarelor. Temperatura nu se distribuie uniform pe toată înfășurarea. Există un punct specific în care temperatura este cea mai ridicată și acesta este punctul fierbinte. Dacă temperatura punctului fierbinte devine prea ridicată, poate cauza probleme semnificative. De exemplu, poate duce la îmbătrânirea accelerată a materialelor izolatoare din înfășurări. În timp, acest lucru poate scădea performanța izolației, poate crește riscul de defecțiune electrică și, în cele din urmă, poate duce la defectarea transformatorului.

Deci, unde intervin modelele termice? Modelele termice sunt ca bilele noastre de cristal pentru a prezice temperatura punctului fierbinte. Sunt reprezentări matematice care iau în considerare diverși factori care afectează distribuția temperaturii în înfășurări. Acești factori includ curentul de sarcină, temperatura ambiantă, temperatura uleiului și parametrii de proiectare ai transformatorului însuși.

Unul dintre cele mai de bază tipuri de modele termice este modelul „top – pe bază de ulei”. În acest model, temperatura superioară a uleiului a transformatorului (care este relativ ușor de măsurat) este utilizată ca intrare cheie. Ideea este că există o relație între temperatura superioară a uleiului și temperatura punctului fierbinte. Măsurând temperatura superioară a uleiului și utilizând niște coeficienți predeterminați în model, putem estima temperatura punctului fierbinte. Acest model este simplu și a fost folosit de mult timp, dar are limitările sale. Presupune o relație fixă ​​între temperaturile superioare - ulei și punctele fierbinți, care ar putea să nu fie valabile în toate condițiile de funcționare. De exemplu, în timpul schimbărilor bruște de sarcină sau în transformatoarele cu design nestandard, relația poate varia.

Apoi există modele termice mai avansate, precum modelele „element finit”. Acestea sunt mult mai complexe și mai detaliate. Acestea iau în considerare structura fizică reală a transformatorului, inclusiv forma înfășurărilor, materialele de izolație și fluxul de ulei de răcire. Aceste modele împart transformatorul într-un număr mare de elemente mici și calculează transferul de căldură și distribuția temperaturii în fiecare element. Acest lucru permite o predicție mult mai precisă a temperaturii punctului fierbinte, în special la transformatoarele cu geometrii complexe sau răcire neuniformă. Cu toate acestea, necesită multă putere de calcul și informații detaliate despre designul transformatorului, care pot fi dificil de obținut în unele cazuri.

Rolul acestor modele termice în monitorizarea punctelor fierbinți a înfășurării transformatorului este multiplu. În primul rând, sunt excelente pentru întreținerea preventivă. Folosind un model termic pentru a estima în mod continuu temperatura punctului fierbinte, putem detecta potențiale probleme înainte ca acestea să devină grave. De exemplu, dacă modelul prezice că temperatura punctului fierbinte începe să crească constant, chiar dacă sarcina nu s-a schimbat prea mult, ar putea indica o problemă cu sistemul de răcire sau un scurtcircuit în înfășurări. Această detectare precoce ne permite să luăm măsuri corective, cum ar fi programarea întreținerii sau reglarea sarcinii, pentru a evita o defecțiune majoră.

În al doilea rând, modelele termice sunt utile pentru gestionarea sarcinii. Transformatoarele sunt adesea operate aproape de capacitatea lor maximă pentru a maximiza eficiența. Dar dacă le operăm fără să cunoaștem temperatura reală a punctului fierbinte, riscăm să supraîncărcăm înfășurările și să provocăm daune. Cu un model termic de încredere, putem prezice cu exactitate câtă sarcină poate suporta transformatorul fără a depăși limita de temperatură sigură a punctului fierbinte. Acest lucru ne permite să luăm decizii informate cu privire la distribuția sarcinii și să ne asigurăm că transformatorul funcționează într-un mod sigur și eficient.

Mai mult, modelele termice pot fi combinate cu alte tehnici de monitorizare pentru o vedere mai cuprinzatoare a starii de sanatate a transformatorului. De exemplu, le putem asocia cu aMonitorizarea curentului de împământare a miezului transformatorului. O schimbare bruscă a curentului de împământare a miezului ar putea fi legată de o schimbare a temperaturii înfășurării. Analizând datele atât de la modelul termic, cât și de la monitorul curentului de împământare a miezului, putem înțelege mai bine ce se întâmplă în interiorul transformatorului și putem diagnostica problemele mai precis.

De asemenea, putem integra modele termice cu anSistem online de monitorizare a descărcării parțiale pentru transformator. Descărcările parțiale sunt mici descărcări electrice care apar în izolație din cauza câmpurilor electrice ridicate. Ele pot fi afectate de temperatura izolației. Comparând predicțiile din modelul termic cu datele despre descărcarea parțială, putem determina dacă descărcările parțiale sunt cauzate de temperaturi ridicate sau de alți factori, cum ar fi degradarea izolației.

Un alt aspect important este combinarea cu aAnalizor de gaze dizolvate cu transformator. Gazele dizolvate în uleiul de transformator pot indica prezența diferitelor tipuri de defecte, inclusiv supraîncălzirea. Dacă modelul termic prezice o temperatură ridicată a punctului fierbinte și analizorul de gaz detectează o creștere a anumitor gaze asociate cu supraîncălzirea, cum ar fi metanul sau etanul, acesta oferă dovezi puternice ale unei probleme în înfășurări.

În calitate de furnizor de Transformer Winding Hot Spot Monitoring, știu că a avea modele termice precise este o schimbare de joc. Ele ne oferă nouă și clienților noștri capacitatea de a lua decizii inteligente cu privire la operarea și întreținerea transformatorului. Cu modelul termic potrivit, putem menține transformatoarele să funcționeze fără probleme pentru mai mult timp, putem reduce riscul defecțiunilor costisitoare și, în cele din urmă, putem economisi bani.

Dacă sunteți în căutarea unor soluții fiabile de monitorizare a transformatoarelor, inclusiv monitorizarea punctelor fierbinți pentru înfășurarea transformatorului, mi-ar plăcea să discut. Echipa noastră are o experiență vastă în acest domeniu și vă poate oferi cele mai bune produse și servicii pentru a vă satisface nevoile specifice.

Referințe

• [1] Ghid IEEE pentru încărcarea mineralelor - ulei - transformatoare immerse - 1995.
• [2] Broșura tehnică CIGRE 669: Ghid pentru modelarea termică a transformatoarelor de putere.