Przetwornik wodoru, wody, temp. oleju MHT410

Nowy przetwornik firmy Vaisala model MHT410, przeznaczony do analizy rzeczywistego stanu oleju transformatorowego w trybie on-line. Dzięki unikalnej konstrukcji sondy pomiarowej MHT410 dostarcza precyzyjnych pomiarów oraz trendów w kierunku rozpoznania stanu transformatora. W opcji przetwornik można wyposazyć w wyświetlacz oraz dwa przekaźniki konfigurowalne dla wodoru (H₂). Przekaźnik 1 limit 200ppm, przekaźnik 2 limit 1500ppm. Przetwornik umożliwia pomiar 3 różnych parametrów oleju w transformatorach. W standardzie trzy wyjścia analogowe: wodór, aktywność wody, temperatura: MHT410 vaisala

1. Aktywność wody

Nie jest możliwe całkowite usunięcie wilgoci z wnętrza transformatora. W izolacji wewnętrznej znajduje się ona zarówno w oleju jak i w papierze. W oleju występuje w czterech postaciach: roztworu - woda całkowicie rozpuszczona w oleju, emulsji - bardzo duża ilość mikroskopijnych kropelek, wody "wolnej" - która wydzieliła się w postaci kropel i osiada na dnie kadzi transformatora, kryształków lodu - które mogą znajdować się wszędzie, ponieważ mają gęstość zbliżoną do gęstości oleju. Całkowitą ilość wody w transformatorze określamy w jednostkach ppm (parts per milion), czyli liczbe gramów wody na milion gramów (tonę) oleju. Natomiast rozpuszczalnością wody w oleju nazywamy maksymalną względną zawartością wody, która może występować w oleju jako roztwór. Zakres 0...1aw

Woda w oleju występuje w 3 różnych stanach:
a) woda rozpuszczona,
b) emulsja,
c) woda wydzielona

Przetwornik mierzy wodę rozpuszczoną do momentu nasycenia się w oleju aw=1, po przekroczeniu tego punktu woda w połączeniu z olejem transformatorowym tworzy emulsję. Olej nabiera mętnej konsystencji i zawiera krople wody o rozmiarze ok. 10μm

2. Wodór: 0...5000ppm

3. Temperatura:-40...+60C

Oleje izolacyjne do transformatorów winny być mało lepkie, posiadać dużą zdolność przewodzenia ciepła przy dużej elektrycznej wytrzymałości na przebicie i odporności na WNZ. Analiza informacji o oleju transformatorowym, uzyskiwanych w trybie on-line, pozwala na określenie stanu technicznego urządzenia, w którym jest on użytkowany. Wyróżnia się stan: normalny, ostrzegawczy, alarmowy oraz awaryjny.

Przykładowo dla 30C:

Stan transformatora	Zawartość wodoru w [ppm]	aktywność wody [aw]	zawartość wody [ppm]
normalny	150	<0.2	<15
ostrzegawczy	1000	0.2÷0.33	15÷25
alarmowy	2000	0.33÷0.45	25÷35
awaryjny	>2000	>0.45	>35

W celu sprecyzowania stanu układu izolacyjnego transformatorów w rozprawie *(1) wprowadzono pojęcie klas. Transformatory ze względu na stosowane sposoby diagnostyki podzielono na dwie grupy:

grupa I – o mocy S ≥ 1 00 MVA lub napięciu U ≥ 220 kV.
grupa II – o mocy S < 100 MVA, niewchodzące do grupy I.

* (1): (POLITECHNIKA OPOLSKA - Wydział Elektrotechniki Automatyki i Informatyki - mgr inż. Tomasz Klistala OCENA SKUTECZNOŚCI BADAŃ DIAGNOSTYCZNYCH UKŁADÓW IZOLACYJNYCH TRANSFORMATORÓW DUŻEJ MOCY)

W przeciwieństwie do tradycyjnych rozwiązań przetwornik dokonuje pomiarów wilgotności, wodoru oraz temperatury bezpośrednio w oleju transformatora. Zaawansowana technologia przetwornika MHT410, pozwala na pracę warunkach nadciśnienia i podciśnienia. Każdy przetwornik jest indywidualnie sprawdzany. Przetwornik jest łatwy do instalacji w transformatorze. Można go uruchomić w ciągu kilku minut. Nadajnik nie ma pompy, przewodów, baterii, zaworów czy membrany lub innych części, które mogłyby się zużyć czy doprowadzić do przerwy w pracy. Odporny na zmiany temperatury, wibracje oraz inne warunki zewnętrzne. Urządzenie posiada wysoki stopień ochrony obudowy IP66.

Przetwornik posiada zabezpieczenie przed krótkotrwałym zanikiem zasilania. Wszystkie połączenia są ukryte i zaizolowane.

Cechy przetwornika:

Monitorowanie on-line oleju transformatorowego w zakresie poziomu wodoru, zawartości wody oraz temperatury
Pomiar bezpośredni oleju, bez konieczności używania zewnętrznych elementów
Czujnik umiejscowiony bezpośrednio w oleju
Monitorowanie stanu transformatora w czasie rzeczywistym
Na podstawie uzyskanych danych możliwość wyznaczenie trendów
Unikalna konstrukcja sondy, prosty montaż
kompaktowe wymiary
5 lat standardowej gwarancji
separacja wyjścia i wejścia
możliwość regulacja sondy pod różne modele transformatora

Dane techniczne:

Pomiar wodoru
Zakres pomiaru	0...5000ppm
Dokładność (temperatura oleju -20..+60°C)	±20% odczytu lub ±25ppm
Powtarzalność	±10% odczytu lub ±15ppm
Min. limit detekcji	20ppm
Typowa stabilność długoterminowa	3% odczytu/rok
Wrażliwość na inne gazy	<2%(CO_2, C₂H_2,C₂H₄,CO)
Stała czasowa	63%:2.5h, 90%:17h
Czas pogrzewania	2h lub 12h do uzyskania deklarowanych parametrów
Czujnik	półprzewodnikowy ze stopu niklu i katalicznego palladu
Wilgotność w oleju
Zakres pomiaru	0...100% RS/ a_w 0..1
Dokładność (w 20°C) (uwzględniając nieliniowość, histerezę i powtarzalność)
0..90%RS/a_w 0 .. 0.9	±2%RS (a_w±0.02)
90..100%RS/a_w0.9 .. 1.0	±3%RS (a_w±0.03)
Stała czasowa	(90% w +25°C) w oleju, wynosi 10min
Czujnik	HUMICAP® 180L2
Pomiar temperatury
Zakres pomiaru	-40...+120°C
Dokładność (w +20°C)	±0.2°C
Czujnik	Pt1000 RTD klasy F0.1 IEC 60751
Warunki pracy
Typ oleju	olej mineralny
Zakres wilgotności	0...100%RH
Zakres temperatury dla elektroniki	-40...+60°C
Zakres temperatury dla pamięci	-40...+60°C
Ciśnienie dla sondy (krótkoterminowo)	próżnia ...10bar
Ciśnienie dla sondy (ciągła praca sondy)	do 4bar
Ochrona dla krótkotrwałej przerwy w zasilaniu	>3s
Wyjścia i wejścia
Napięcie zasilania	15...30VDC, 24VAC(±15%)
Pobór mocy	4W standardowo / 12W maksymalnie
Wyjście analogowe	4...20mA
Obciążenie zewnętrzne	max 500Ω
Dokładność wyjść analogowych w 20°C	±0.125% zakresu
Wpływ temperatury na wyjście analogowe	±0.006%/°C zakresu
Wyjście cyfrowe	RS-485 (dwukierunkowe)
Protokół	MODBUS RTU, ASCII
Zaciski śrubowe	rozmiar przewodu: AWG 22-14 pojedynczy drut: stały 1.5mm² Linka (1mm²)
Przyłącze mechaniczne na nadajniku	1.5"NPT
Stopień ochrony obudowy	IP66
Masa przetwornika bez okablowania	4.1 Kg
Gwarancja producenta	5 lat