Temperatura del devanado del transformador (sensor / monitorización / indicador)

Supervisión de la temperatura del devanado del transformador

El monitoreo adecuado de la temperatura del devanado del transformador es una prioridad para todos los administradores de activos eléctricos, equipos de mantenimiento y operadores de sistemas eléctricos. En un sistema eléctrico, los transformadores representan uno de los activos más importantes para mantener la continuidad del servicio eléctrico y evitar o minimizar cortes de energía y riesgos para edificios y personas.

Este dispositivo monitor de temperatura de devanado de transformador digital es un relé de protección, medida o control, normalmente estos devanados se instalan con sensores Pt100 para transformadores de resina epoxi o tipo seco, u otro tipo de sensores según el tipo de transformador o tecnología de medida. La temperatura medida en los devanados se muestra mediante una pantalla LED en la parte frontal del dispositivo o mediante puertos de comunicaciones (RS-485 o Ethernet) en sistemas computarizados en la nube remota, integrados por PLC en cualquier sistema o software de operación y mantenimiento eléctrico entre muchos otros. .

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• Temperatura del devanado del transformador TR42.

Sensor de temperatura del devanado del transformador

Para medir la temperatura de un transformador es necesario un sensor y un equipo que convierta la señal del sensor en un valor en grados. En ocasiones se le denomina "Sensor de temperatura de devanado del transformador" para referirse al conjunto completo, incluido el equipo donde podemos ver las temperaturas reales de cada uno de los devanados con su cableado y sensores.

Los sensores más utilizados para medir la temperatura de transformadores son: RTD, Termopares, Pt100, Fibra óptica, Infrarrojos. El uso del sensor Pt100 es el más extendido para transformadores de resina epoxi o colada, debido a su bajo costo con una precisión excepcional, relación de calidad y buen desempeño en una gran cantidad de entornos.

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Indicador de temperatura del devanado del transformador y su calibración

Este dispositivo digital cuenta con una pantalla led donde se puede ver la temperatura de cada devanado para transformadores de resina epoxi MT / BT o tipo seco, en transformadores de aceite puede ser esfera tipo analógica u otro formato con una escala de mínimo, máximo y el actual. valor.

La calibración de un indicador digital es sencilla o inexistente una vez se ha verificado que todo el cableado e instalación es correcto. La temperatura de los devanados se mide mediante sondas Pt100 que al estar fabricadas en platino tienen valores de resistencia conocidos y estándar para cada temperatura, estos sensores se conectan mediante cables al relé de medida y protección, en esta pantalla además del actual. temperaturas de los devanados podemos ver ajustes de protección, configuración, alarmas, valores máximos y mínimos, entre otra información.

Rango de temperatura del devanado del transformador

El rango de funcionamiento debe ser el indicado por cada fabricante, en el caso de transformadores secos o de resina, la temperatura de los devanados debe ser inferior a 220 ° C, a partir de ahí se degrada el material de construcción de estos devanados.

En los transformadores de tipo seco o de resina epoxi hay 3 niveles de aumento de temperatura, esto se define en su placa de identificación (o hoja de datos), que se definen a una temperatura ambiente de 40 ° C y son: 80 ° C, 115 ° C o 150 ° C Esto significa que los transformadores pueden operar dentro de ese rango de temperatura:

Ejemplo para temperatura ambiente de 40 ° C:

- Transformador con aumento de temperatura 80 ° C: puede funcionar * hasta 120 ° C

- Transformador con aumento de temperatura 115 ° C: puede funcionar * hasta 155 ° C

- Transformador con aumento de temperatura 150 ° C: puede funcionar * hasta 190 ° C

* Todos estos rangos de temperatura de funcionamiento son para alimentar energía sin sobretemperatura, para no reducir la vida útil del transformador. Lo cierto es que los transformadores aceptan sobretemperatura y sobrecarga, lo importante es saber que por encima de su temperatura permitida se generan puntos calientes que no deben superar los 220 ° C soportados por el material de diseño de los devanados, y que manteniendo un transformador funcionando en las condiciones extremas de temperatura provocan degradación.

Cálculo de la temperatura del devanado del transformador

La temperatura en los transformadores se mide mediante sensores y termómetros, estos sensores pueden ser del Pt100 (platino), termopares, infrarrojos, fibra óptica, entre otros. El cálculo o transformación de estas señales a valores en grados centígrados (o Fahrenheit) visibles en una pantalla se realiza mediante el dispositivo de medición, protección y control de temperatura del transformador.

La temperatura en los transformadores de resina seca o epoxi se suele medir mediante sondas Pt100 instaladas directamente en los devanados, debido a que el material de estos devanados está hecho para operar hasta 220 ° C, el cálculo del ajuste de protección tiene en cuenta el disparo del transformador. . El otro aspecto de significado es el aumento de temperatura de fabricación (coeficiente), para este tipo son 3 niveles: 80 ° C, 115 ° C, 150 ° C (basado en 40 ° C de temperatura ambiente promedio anual), es decir, a partir de : 80   40 = 120 ° C, 115   40 = 155 ° C y 150   40 = 190 ° C de temperatura en los devanados del transformador, se generan puntos calientes que deben evitarse en base al cálculo del ajuste de activación del ventiladores para forzar la circulación del aire y bajar esa temperatura.

Ajuste de la temperatura del devanado del transformador

Deben ajustarse a temperaturas que garanticen no dañar los devanados, en el caso de transformadores de resina epoxi / secos los devanados generalmente se degradan a 220 ° C, también es importante tener en cuenta el aumento de temperatura de los transformadores, que puede ser de 3 niveles: 150 ° C, 115 ° C, 80 ° C (estos valores se basan en una temperatura ambiente de 40 ° C).

Ejemplos de una instalación con una temperatura ambiente media de 30°C:

- Ajuste de la temperatura del devanado del transformador con un aumento de temperatura de 150 ° C: En condiciones normales, el transformador puede funcionar hasta 180 ° C, se puede configurar una alarma varios grados por debajo y activar la ventilación, por ejemplo, 20 ° C - 30 ° C antes de alcanzar este valor y poner más potencia de ventilación a medida que aumenta la temperatura, se puede activar un ajuste de disparo antes de alcanzar los 220 ° C (este ajuste dependerá del tipo de servicio que esté alimentando el transformador, un disparo del transformador puede significar la interrupción de la energía suministro para todas las cargas).

- Ajuste de la temperatura del devanado del transformador con un aumento de temperatura de 80 ° C: hasta 110 ° C el transformador puede funcionar en condiciones normales, si necesita mantener el transformador sin sobrecalentamiento, puede configurar varios grados por debajo de la activación de la ventilación forzada, y establecer etapas de enfriamiento a medida que aumenta esta temperatura. Dado que el material de los devanados está diseñado para operar por debajo de 220 ° C, el disparo debe ajustarse cerca de este valor para no degradar el material y disminuir significativamente la vida útil, esta decisión depende del tipo de carga que se encuentre debajo del transformador. , ya que la desconexión del transformador puede provocar un corte de energía.

¿Cómo se mide la temperatura del devanado del transformador?

La temperatura del devanado se mide con un termómetro con cualquier tipo de sensor, generalmente una sonda de platino Pt100 para transformadores de resina epoxi y seca. Se pueden utilizar fibra óptica, sensores infrarrojos o termopares para diferentes medidas de temperatura en diferentes tipos de transformadores.

La medición de temperatura de los devanados de transformadores con sondas de platino Pt100 son muy utilizadas para modelos de resina epoxi y secos, siendo el Pt100 fabricado en plantino, es muy fácil conocer la temperatura en él, pues para cada temperatura existe un valor de resistencia (no lineal ), esta conversión la realizará el relé de vigilancia y protección del transformador. Los siguientes son valores típicos de resistencia y temperatura para las sondas Pt100:

¿Cómo se lee un medidor de temperatura en un transformador?

La forma de leerlo es por medio de un equipo de medición de temperatura digital (usado en transformadores de resina epoxi, secos o de aceite) o un termómetro analógico (generalmente usado en transformadores de aceite), este termómetro digital tiene una pantalla LED donde muestra la valores de temperatura del devanado, así como los valores históricos máximo-mínimo, así como muchos otros valores. Esta temperatura del transformador también se puede leer a través del puerto de comunicación (RS-485 / Ethernet u otro) del dispositivo de medición / control / monitoreo / protección que tiene los sensores de temperatura conectados desde los devanados, la información se puede integrar en un sistema Scada, PLC, sistema de información o software en la nube.