DE2427830A1 - ELECTRIC PROBE FOR WIRELESS MEASUREMENT OF THE TEMPERATURE OF THE WINDING OF A TRANSFORMER - Google Patents
ELECTRIC PROBE FOR WIRELESS MEASUREMENT OF THE TEMPERATURE OF THE WINDING OF A TRANSFORMERInfo
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Description
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7. Juni 1974 2427830 Anw.-Akte: 75.716June 7, 1974 2427830 Application files: 75.716
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Anmelder: ^KODA, oborovy podnik,· Plzen Applicant: ^ KODA, oborovy podnik, · Plzen
Titel: Elektrische Sonde zum drahtlosen Messen der Temperatur der Wicklung eines Transformators Title: Electrical probe for wireless measurement of the temperature of the winding of a transformer
Die Erfindung betrifft die Fernmessung der Temperatur der Wicklung eines Transformators.The invention relates to the remote measurement of temperature the winding of a transformer.
Die bisher bekannten Verfahren zum Messen der Temperatur einer Transformatorwicklung für Höchstspannungen betreffen entweder verschiedene Anwendungen des "Thermischen Abbildes", das die Temperatur der Wicklung indirekt mißt •oder das Verfahren des Messens mit Hilfe des abgesaugten Öls, welches jedoch die Temperatur nicht kontinuierlich mißt.The previously known methods for measuring the temperature of a transformer winding for extra high voltages relate to either various applications of the "thermal replica", which indirectly measures the temperature of the winding • or the method of measuring with the aid of the extracted oil, which, however, does not keep the temperature continuously measures.
Einen Nachteil des ersten Verfahrens bildet die Notwendigkeit der Sichung des Thermischen Abbildes nach dem MessenA disadvantage of the first method is the need to save the thermal image after the measurement
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der Erwärmung der Wicklung im Herstellerwerk, was jedoch nicht stets möglich ist, da die Erwärmungsläufe (Prüfungen) "bei großen Maschinen schwer durchführbar, sind, zudem noch eine beträchtliche Ungenauigkeit des Thermischen Abbildes beim Messen hinzutritt. Das gilt besonders für Maschinen mit einem natürlichen Ölumlauf, da es in konstruktiver Hinsicht nicht möglich ist, das Thermische Abbild direkt in das aus der Wicklung austretende Öl unterzubringen. Ein Teil des Thermischen Abbildes, der aus dem Gefäß der Maschine hervorragt, wird zum Beispiel während des Segens abgekühlt und bei Sonnenstrahlung wird er wieder erwärmt; in beiden Fällen ist jedoch das Messen im Hinblick auf die Ableitung der ./arme aus dem Innern des ThermischBn Abbildes, häufig auch Thermisches Relais genannt, bedeutend verzerrt.the heating of the winding in the manufacturer's works, which is not always possible because the heating runs (tests) "are difficult to carry out on large machines, and there is also a considerable inaccuracy of the thermal image when measuring. This is especially true for machines with a natural oil circulation , since it is structurally not possible to place the thermal image directly in the oil emerging from the winding In both cases, however, the measurement is significantly distorted with regard to the derivation of the ./arms from the interior of the thermal image, often also called thermal relay.
Das Verfahren zum Messen der Temperatur mit Hilfe des Öls, das aus der Kammer in der Wicklung abgesaugt wird, ist heute in der Fertigung schon bewältigt, ihr Nachteil bleibt jedoch weiterhin der nicht kontinuierliche Verlauf des Messens, das in Intervallen von 5-10 Minuten durchgeführt wird. Dies erfordert komplizierte Zusatzgeräte, da die Angabe der Temperatur stabilisiert für eine größere Gleichmäßigkeit an mehreren Stellen durchgeführt werden muß. Einen weiteren Fachteil bildet die erhebliche Abhängigkeit der Genauigkeit der Messung von der Lage der Sonde in der Wicklung; mit v/achsender Entfernung sinktThe method of measuring the temperature with the help of the oil sucked from the chamber in the winding is has already been mastered in production today, but its disadvantage remains the discontinuous process of measurement, which is carried out at intervals of 5-10 minutes. This requires complicated additional devices, because the indication of the temperature is carried out stabilized for a greater uniformity in several places must become. Another specialist part is the considerable dependence of the accuracy of the measurement on the location of the Probe in the winding; decreases with v / axis transmitter distance
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schnell die Genauigkeit des Messens, da das-Öl, das durch ein Rohr aus einer entfernten Sonde abgesaugt wird, in seinem Weg über kühlere Schichten des Öls abgekühlt wird.quickly the accuracy of the measurement because the oil passing through aspirating a tube from a distant probe into its way through cooler layers of the oil is cooled.
i)er Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung zu schaffen, mit der die lachteile der bisher bekannten Meßverfahren ausgeschaltet werden und die es ermöglicht, schnell, sicher und genau die Temperatur im Inneren einer Transformatorwicklung zu messen und zu überwachen.i) the invention is based on the object of a device to create, with which the disadvantages of the previously known measuring methods are eliminated and which makes it possible to quickly, safely and accurately determine the temperature inside a Measure and monitor transformer winding.
Diese Aufgabe wird bei einer elektrischen Sonde zum draht-.losen Messen der Temperatur einer Transformatorwicklung, die durch einen elektrischen Wärmefühler und durch einen Funksender gebildet wird, wobei dieser im Innern des Transformators untergebracht ist und drahtlos mit einem Empfänger verbunden ist, der außerhalb des Transformators angebracht ist, dadurch gelöst, daß der elektrische Wärmefühler in der Wicklung des Transformators untergebracht ist und elektrisch mit dem Funksender verbunden ist· Dieser ist erfindungsgemäß völlig in den isolierenden Teil des Wicklungsaufbaus zusammen mit einer Stromquelle eingelassen, die durch eine Induktionsspule gebildet ist, wobei die Stromquelle elektrisch von der Transformatorwicklung abgeteilt ist. Der isolierende Teil des Wicklungsaufbaus ist durch eine Isolationsfüllung eines statischen Schutzrings (kapazitiven Rings) gebildet, wobei sämtliche leitende Teile, des Funksenders, einschließlich seiner Strom-With an electrical probe, this task becomes wireless Measure the temperature of a transformer winding, which is measured by an electrical heat sensor and by a Radio transmitter is formed, this being inside the transformer is housed and is wirelessly connected to a receiver mounted outside the transformer is solved in that the electrical heat sensor is housed in the winding of the transformer and is electrically connected to the radio transmitter · According to the invention, this is entirely in the insulating part of the winding structure let in together with a power source, which is formed by an induction coil, the Power source is electrically separated from the transformer winding. The insulating part of the winding structure is formed by an insulation filling of a static protective ring (capacitive ring), all of which are conductive Parts of the radio transmitter, including its power
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quelle mit dem statischen Schutzring galvanisch verbunden sind. Die Stromquelle wird durch eine Induktionsspule gebildet, die mindestens eine Windung enthält, die entlang des ganzen Umfangs des statischen Schutzringe angebracht ist.source are galvanically connected to the static guard ring. The power source is through an induction coil formed, which contains at least one turn, which is attached along the entire circumference of the static guard rings is.
Durch die Anwendung der Erfindung wird ein durchlaufendes Messen der Temperatur der abgetasteten Windung und der gefunkten Temperatur stets bei der entsprechenden Belastung des Transformators erreicht. Das genaue Messen der Temperatur dient während des Betriebes des Transformators einer erhöhten Sicherheit des Betriebes der Maschine, zur Möglichkeit der Automatisierung der äußeren Kühlung, zur direkten Steuerung des Betriebs der Maschine bei einer Überlastung und dergleichen. Falls während des Betriebe die Temperatur der Wicklung bekannt ist, ist es möglich, die Maschine nach verläßlicheren Masstäben zu belasten, als es bisher der Fall war. Die Vorrichtung kann auch als Schutz des Transformators verwendet werden, der bei einer bestimmten Temperatur die Überhitzung anzeigt und dann in einer weiteren Phase den Transformator abschaltet. Es genügt, ein Meßgerät eines Typs mit einstellbaren Punkten auf einer Skala zu benützen, die durch eine Photodiode gesteuert werden.By applying the invention, a continuous measurement of the temperature of the sensed winding and the sparked temperature is always reached with the corresponding load on the transformer. The exact measurement the temperature is used during operation of the transformer to increase the safety of the operation of the Machine, for the possibility of automating the external cooling, for direct control of the operation of the machine in the event of an overload and the like. If the temperature of the winding is known during operation, it is possible to load the machine to a more reliable standard than was previously the case. The device can also be used as protection of the transformer, which will indicate overheating at a certain temperature and then switches off the transformer in a further phase. Suffice it to use a measuring device of one type with adjustable To use points on a scale controlled by a photodiode.
Aus der Zusammenfassung geht hervor, daß der Transformator mit dem erfindungsgemäßen Meßgerät eine größere Anwendbarkeit und eine längere Lebensdauer besitzt.The summary shows that the transformer with the measuring device according to the invention has greater applicability and has a longer lifespan.
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Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt und wird im folgenden näher beschrieben. Es zeigt:An embodiment of the invention is shown in the drawing and is described in more detail below. It shows:
Fig. 1 einen Schnitt durch die .Wicklung eines statischen Schutzrings,Fig. 1 is a section through the .Wicklung of a static Protective ring,
Fig. 2 eine Vorderansicht und eine Seitenansicht der Vorrichtung nach Fig. 1 und2 shows a front view and a side view of the device according to FIGS. 1 and
Fig. 3 eine andere Ausführung der Lagerung des Funksenders und-der Stromquelle.3 shows another embodiment of the storage of the radio transmitter and the power source.
In Fig. 1 ist ein Teil der Wicklung 7 eines Transformators zusammen mit einem statischen Schutzring 5 dargestellt, der von der Wicklung 7 durch isolierende Einlagen 8 getrennt ist und der mit mehreren Schichten Papier 6 isoliert ist. Ein Funksender 1 ist in einem Ausschnitt.des Isolationsmaterials des statistischen Schutzrings 5 untergebracht und die Zwischenräume sind mit einer geeigneten Kompoundmasse vergossen. Der statische Schutzring 5 ist dabei mit einer leitenden Folie umwickelt, gegebenenfalls mit einem leitenden Anstrich versehen und durch Schichten von Papier 6 isoliert. Die Antenne 4 des Funksenders 1, die durch einen kurzen isolierten Leiter gebildet wird, ist zwischen die isolierenden Schichten des Papiers 6 eingelegt und verläuft entlang des ümfangs des statischen Schutzrings 5.In Fig. 1 a part of the winding 7 of a transformer is shown together with a static protective ring 5, which is separated from the winding 7 by insulating inserts 8 and which is insulated with several layers of paper 6. A radio transmitter 1 is housed in a cutout of the insulation material of the statistical protection ring 5 and the gaps are potted with a suitable compound. The static protective ring 5 is with it wrapped in a conductive film, optionally provided with a conductive paint and by layering paper 6 isolated. The antenna 4 of the radio transmitter 1, which is formed by a short insulated conductor, is between the insulating layers of the paper 6 are inserted and run along the circumference of the static protective ring 5.
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Eine Stromquelle 2, die durch eine Induktionsspule gebildet wird, ist im Ausschnitt des statischen Schutzringes 5 gelagert und mit einer Kompoundmasse vergossen. Ein elektrischer viärmefühler 3, der zum Beispiel durch einen Thermistor von einer passenden Form gebildet ist, wird entweder direkt in den Leiter der Wicklung 7 des Transformators gelötet oder er wird zwischen die parallelen Leiter der i.'icklung 7 eingelegt.A current source 2, which is formed by an induction coil, is in the section of the static protective ring 5 stored and potted with a compound. An electrical viärmefühler 3, for example by a Thermistor of a suitable shape is formed either directly in the conductor of the winding 7 of the transformer soldered or it is inserted between the parallel conductors of the winding 7.
In Fig. 2 ist eine Vorderansicht und eine Seitenansicht derselben Vorrichtung dargestellt, wobei in beiden Ansichten wifiäer die Lagerung des Funksenders 1 im statischen Schutzring 5 ersichtlich ist. Die Stromquelle 2 ist auf dem Umfang des statischen Schutzrings 5 angebracht.In Fig. 2 a front view and a side view of the same device is shown, in both views wifiäer the storage of the radio transmitter 1 in the static Protective ring 5 can be seen. The power source 2 is attached to the circumference of the static guard ring 5.
In Fig. 3 ist eine andere Ausführung der Lagerung des Funksenders 1 und der Stromquelle 2 dargestellt, die in diesem Fall im isolierenden Teil des V/icklungsaufbaus 7 des Transformators gelagert ist, den eine Ausgleichseinlage der Schraubenlinie der Γ/icklung, ein Teil der Abziehkonstruktion und dergleichen bilden kann. Der Funksender ist wieder im Ausschnitt des isolierenden Materials eingebettet und mit einer Kompoundmasse vergossen. Die Stromquelle 2 bildet im diesen Fall eine Induktionsspule, deren Windungsebene winkelrecht gegen die Sichtung des Streufeldes ausgebildet ist. Die induzierte Spannung ist von der Stelle der Lage der Rechtwinklichkeit der durchlaufenden Kraftlinien und der Intensität des Streufelds abhängig.In Fig. 3, another embodiment of the storage of the radio transmitter 1 and the power source 2 is shown, which in this Case in the insulating part of the winding structure 7 of the transformer is stored, a compensation insert of the helix of the winding, a part of the extraction structure and the like can form. The radio transmitter is again embedded in the cutout of the insulating material and potted with a compound. In this case, the current source 2 forms an induction coil, the winding plane of which is formed at right angles to the sighting of the stray field is. The induced voltage is from the point of location of the perpendicularity of the lines of force passing through and the intensity of the stray field.
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Die Lagerung des Funksender 1 im Ausschnitt des isolierenden Materials des statischen Schutzrings 5 ist sehr vorteilhaft, da sämtliche elektronischen Elemente des Funksenders 1 im Innern der Masse des statischen Schutzrings durch einen äußeren leitenden Anstrich oder durch eine leitende Folie abgeschirmt sind. Dadurch sind sie spannungsgeschützt und es kommt weder zur Gefährdung der Wicklung noch des eigentlichen Funksenders. Der Funksender 1 kann vom leitenden Belag des statischen Schutzrings 5 isoliert werden, beziehungsweise kann er mit demselben in einem Punkt verbunden werden.The storage of the radio transmitter 1 in the cutout of the insulating The material of the static protective ring 5 is very advantageous because all the electronic elements of the radio transmitter 1 inside the mass of the static protection ring by an external conductive coating or by a conductive one Foil are shielded. This means that they are voltage protected and the winding is not endangered nor the actual radio transmitter. The radio transmitter 1 can be isolated from the conductive coating of the static protective ring 5 or it can be connected to the same in one point.
Der Funksender 1, kann· ebenfalls in andere isolierende Teile des TJicklungsaufbaus 7 des Transformators eingebettet werden, zum Beispiel in die Abziehkonstruktion aus isolierendem Material , die im oberen oder unteren Teil der Transformatorwicklung angebracht ist. Gegebenenfalls ist es auch möglich, denselben in die Ausgleichseinlage im horizontalen Kanal der Transformatorwicklung 7 einzubetten. The radio transmitter 1 can also be used in other insulating Parts of the winding structure 7 of the transformer are embedded be, for example, in the peel-off construction made of insulating material in the upper or lower part of the Transformer winding is attached. If necessary, it is also possible to place the same in the compensation deposit in the embed the horizontal channel of the transformer winding 7.
Falls die Lagerung des Funksenders 1 in dem statischen Schutzring 5 oder in eine zusammenhängende Abziehkonstruktion gewählt wird, kann die Stromquelle 2 als eine oder mehrere Windungen ausgebildet werden, die in das isolierende Material entlang des ganzen Umfangs des statischen Schutzrings 5 oder der Abziehkonstruktion eingelassen sind. In beiden Fällen werden die Windungen der Strom-If the storage of the radio transmitter 1 in the static protective ring 5 or in a coherent pull-off construction is selected, the power source 2 can be designed as one or more turns that are in the insulating Admitted material along the entire circumference of the static protective ring 5 or the peeling structure are. In both cases, the windings of the current
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quelle 2 durch den magnetischen Hauptstrom durchflossen.source 2 through which the main magnetic current flows.
Eine weitere Möglichkeit der Speisung des Funksenders 1 "besteht in der Speisung aus dem Streufeld des Transformators. In diesem Fall wird die Stromquelle 2 durch eine Induktionsspule mit mehreren Windungen gebildet, die entweder selbständig ist oder um den Funksender 1 gewickelt ist.Another possibility of feeding the radio transmitter 1 ″ consists in feeding it from the stray field of the transformer. In this case, the power source 2 is formed by an induction coil with several turns, the is either independent or is wrapped around the radio transmitter 1.
Bei sämtlichen 'geschilderten Möglichkeiten der Lagerung des Funksenders in einem beliebigen Teil der Wicklung 7 des Transformators ist es zweckmäßig, die Temperatur der nächstliegenden Windungen der anliegenden Wicklung 7 durch einen elektrischen Wärmefühler 3 abzutasten, damit es nicht zu einer Spannungsgefährdung der Transformatorwicklung 7 kommt.With all 'described storage options of the radio transmitter in any part of the winding 7 of the transformer, it is useful to measure the temperature the closest turns of the adjacent winding 7 to be scanned by an electrical heat sensor 3 so that there is no voltage hazard to the transformer winding 7.
Der elektrische Wärmefühler 3, der die Temperatur der Transformatorwicklung 7 mißt, wird durch einen Thermistor eines geeigneten Typs, ein Widers tandseleinent, ein Thermoelement und dergleichen gebildet. Der elektrische Warmefünler 3 ist leitend mit dem Funksende 1 verbunden. Bei einer Änderung des Widerstands des Fühlers wird durch den Einfluß der gemessenen Temperatur die Frequenz des Multivibrators geregelt, der durch die Frequenzabhängigkeit des Signals die Trägerfrequenz des Funksenders moduliert, die durch einen Transistoroszilator hervorgerufen wird. Das Signal wird verstärkt in die kurze Antenne des Funksenders geleitet und aus der Transformatorwicklung 7 gefunkt, The electrical heat sensor 3, the temperature of the Transformer winding 7 measures is tandseleinent by a thermistor of a suitable type, a thermocouple and the like. The electric warm-up 3 is conductively connected to the radio transmitter 1. If the resistance of the sensor changes, the Influence of the measured temperature the frequency of the multivibrator is regulated by the frequency dependence of the signal modulates the carrier frequency of the radio transmitter, which is caused by a transistor oscillator. The signal is amplified and fed into the short antenna of the radio transmitter and transmitted from the transformer winding 7,
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Das gefunkte Signal wird durch eine Empfangsantenne 9 abgetastet, die an der inneren Wand des Kessels des Transformators angebracht ist und durch einen Durchführungsisolator auf die äußere Seite des Kessels geführt. Der Kessel des Transformators ist durch ein koaxiales Kabel mit einem Hochfrequenzempfänger 10 verbunden, der über einen Frequenzmesser auf seinem Ausgang die Temperatur der Transformatorwicklung anzeigt.The radio signal is scanned by a receiving antenna 9, which is attached to the inner wall of the boiler of the Transformer is attached and passed through a bushing insulator on the outer side of the boiler. The tank of the transformer is connected by a coaxial cable to a radio frequency receiver 10, the shows the temperature of the transformer winding via a frequency meter on its output.
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| OHJ | Non-payment of the annual fee |