Почему температура верхнего слоя трансформаторного масла выше температуры обмоток трансформатора?

Принцип измерения температуры обмоток трансформатора

Чувствительный элемент термометра обмоток трансформатора устанавливается в масляное отверстие в верхней части бака трансформатора. При нулевой нагрузке трансформатора показания термометра обмоток соответствуют температуре трансформаторного масла. После включения трансформатора под нагрузку с трансформаторного трансформатора тока снимается ток, пропорциональный нагрузке, который после регулировки преобразователем тока протекает через нагревательный элемент, встроенный в сильфон.

Тепло, выделяемое нагревательным элементом, увеличивает перемещение упругого элемента. Таким образом, при работе трансформатора под нагрузкой перемещение упругого элемента определяется одновременно температурой верхнего слоя трансформаторного масла и величиной нагрузочного тока трансформатора. Температура, показываемая термометром обмоток трансформатора, представляет собой сумму температуры верхнего слоя масла и перегрева обмотки относительно масла, и отражает температуру наиболее нагретой части обмотки контролируемого трансформатора. В нормальных условиях температура обмоток трансформатора должна быть выше температуры масла. Если наблюдается ситуация, когда температура масла главного трансформатора превышает температуру его обмоток, возможны следующие причины:

Погрешности измерения

Неисправности устройств измерения температуры

Чувствительный элемент термометра обмоток трансформатора устанавливается в масляное отверстие верхней части бака трансформатора для измерения температуры масла. Температура обмоток определяется по току, пропорциональному нагрузке, снимаемому с трансформатора тока трансформатора, который после регулировки преобразователем тока проходит через нагревательный элемент, встроенный в сильфон.

При возникновении неисправностей устройств измерения температуры масла или обмоток – например, выхода из строя датчика PT100, обрыва или повреждения кабельных линий, неисправности температурного преобразователя и т.д. – возникают неточности в измеряемых данных, что создает видимость превышения температуры масла над температурой обмоток. Так, отклонение зависимости сопротивления датчика PT100 от температуры приводит к погрешностям измерения температуры.

Различие мест измерения

Температура масла измеряется в верхнем слое масла бака трансформатора, а температура обмоток определяется косвенным способом. Температуры, зафиксированные в этих точках, не полностью соответствуют действительным средним температурам обмоток и масла.

Температура верхнего слоя масла в значительной степени зависит от условий окружающей среды. При аномально высокой температуре окружающего воздуха измеренное значение температуры масла может быть завышено. Внутри обмоток наблюдается неравномерное распределение тепла, поэтому выбор точки измерения также влияет на результат, что при сравнении может привести к ситуации, когда измеренная температура масла оказывается выше измеренной температуры обмоток.

Режим работы трансформатора

Повышенные потери в сердечнике

При слишком больших потерях мощности в магнитном сердечнике трансформатора выделяется избыточное тепло, которое передается окружающему трансформаторному маслу и приводит к его перегреву. Например, наличие коротких замыканий в сердечнике приводит к значительному росту потерь и, как следствие, к быстрому повышению температуры масла, которое может оказаться выше температуры обмоток.

Проблемы с рассеянным магнитным полем

Слишком большое рассеянное магнитное поле вызывает нагрев конструктивных элементов или стенок бака трансформатора; это тепло также передается маслу и приводит к повышению его температуры. Например, неправильное расположение обмоток трансформатора увеличивает рассеянное поле, что вызывает повышение температуры масла по сравнению с нормальным режимом, вплоть до превышения температуры обмоток.

Нарушения в работе системы охлаждения

Ненормальная работа системы охлаждения снижает эффективность отвода тепла от обмоток и масла. К примеру:

• остановка погружного насоса, нарушающая эффективную циркуляцию масла для отвода тепла;
• выход из строя вентиляторов, исключающий усиленное воздушное охлаждение;
• загрязнение охладительных трубопроводов, снижающее эффективность теплоотдачи;
• неоткрытые клапаны на радиаторах, препятствующие нормальному прохождению масла через систему охлаждения.

Все указанные ситуации могут привести к чрезмерному повышению температуры масла. Если прирост температуры масла оказывается больше прироста температуры обмоток, наблюдается явление, когда температура масла становится выше температуры обмоток.