Измерение температуры и вибрации обмоток силовых трансформаторов при помощи беспроводных датчиков
Важной функцией систем мониторинга силовых трансформаторов является прямой контроль температуры обмоток в наиболее нагретой точке, имеющий большую точность по сравнению с косвенными методами контроля по температуре верхней зоны трансформатора. Такой прямой контроль позволяет достоверно оценивать текущие тепловые режимы работы трансформатора с точки зрения скорости старения основной изоляции обмоток.
Практически единственным способом прямого контроля температуры наиболее нагретой зоны силового трансформатора до настоящего времени было использование оптоволоконных датчиков температуры, монтируемых непосредственно на обмотке. Оптоволоконные датчики обеспечивают необходимую точность измерения температуры и могут безопасно монтироваться на элементах трансформатора, находящихся под высоким напряжением.
Наиболее существенным недостатком использования в системах мониторинга силовых трансформаторов оптоволоконных датчиков для контроля температуры наиболее нагретой точки обмотки является их высокая стоимость.
Для прямого контроля температуры наиболее нагретой точки обмоток силовых трансформаторов специалистами фирмы ДИМРУС разработаны специализированные беспроводные датчики контроля температуры марки BDM/T. Необходимое количество датчиков может быть установлено на обмотке силового трансформатора в процессе его изготовления на заводе.
Конструктивные особенности датчиков марки BDM/T:
- Компактные размеры (22*35*50 мм), позволяющие крепить датчики непосредственно на обмотках трансформатора.
- Герметичный силиконовый корпус, стойкий к воздействию масла и высоких напряжений.
- Полностью беспроводное исполнение, позволяющее безопасно устанавливать датчики на токоведущих элементах, находящихся под высоким напряжением.
Принцип работы и функциональные возможности датчика BDM/T:
- Питание встроенной электроники датчика осуществляется от электромагнитного поля, возникающего вокруг проводников обмотки трансформатора, на которой установлен датчик. Датчик автоматически начинает работать при включении трансформатора и отключается при выводе трансформатора из работы.
- Датчик контактно измеряет температуру обмотки трансформатора в точке его установки.
- Передача информации из датчика об измеренной температуре обмотки производится при помощи стандартного беспроводного интерфейса Bluetooth.
- Дополнительной функцией датчика BDM/T является измерение вибрации обмотки в точке его установки. Во встроенном в датчик микропроцессоре рассчитывается СКЗ вибрационного сигнала и его спектральный состав, что позволяет корректно контролировать конструктивное состояние и качество прессовки обмотки.
Прием информации от датчиков марки BDM/T:
Для приема информации от датчиков марки BDM/T используются специализированные приемники марки WDM-T, WDM-TI, или обычный смартфон с интерфейсом Bluetooth. Приемник WDM-TI отличается от WDM-T тем, что он имеет информационный экран.
Приемник информации WDM-T (один на трансформатор) устанавливается на внешней поверхности бака трансформатора, вблизи высоковольтных вводов. Это делается для того, чтобы использовать вводы как антенны, введенные внутрь бака трансформатора.
В больших силовых трансформаторах, в которых может быть смонтировано много датчиков температуры BDM/T, некоторые удаленно от высоковольтных вводов и внутри обмотки, иногда необходимо устанавливать специализированную приемную антенну, введенную внутрь бака или снаружи на радиопрозрачной крышке.
Информация от приемников WDM-T по интерфейсу RS-485 передается в систему мониторинга для контроля и дальнейшего анализа.
Сигналы от датчиков температуры можно принимать и контролировать при помощи стандартного смартфона. Эта функция доступна при периодических инспекциях высоковольтного оборудования эксплуатационным персоналом в процессе его работы.
Экономическая эффективность применения датчиков BDM/T:
Датчики устанавливаются на обмотках трансформатора на заводе–изготовителе. Количество устанавливаемых в трансформаторе датчиков практически не ограничено.
Установка датчиков чаще всего не требует модернизации корпуса бака трансформатора. В самом сложном случае доработка бака сводится к установке радиопрозрачного окна.
Использование датчиков BDM/T позволяет дополнительно контролировать качество прессовки обмоток трансформатора.
Стоимость одного датчика BDM/T не превышает $150÷200, что позволяет снизить общую стоимость системы контроля температуры обмоток трансформатора в 15-20 раз по сравнению с оптоволоконной системой контроля температуры.
Датчики марки BDM/T являются универсальными и могут быть использованы для контроля температуры и вибрации высоковольтного оборудования других типов:
- Измерение температуры шин высоковольтных КРУ и контактов выключателей различного исполнения и марок.
- Контроль вибрации и температуры лобовых частей высоковольтных электродвигателей и генераторов.
- Контроль температуры проводов высоковольтных линий электропередачи.
- Контроль вибрации и температуры элементов практически любого высоковольтного оборудования, находящегося под рабочим напряжением.