مراقبة درجة حرارة المحولات من النوع الجاف: مواقع أجهزة الاستشعار، وإعدادات الإنذار، واختيار القنوات

تاريخ النشر:6 أكتوبر 2026 الساعة 15:02:06

  • مواقع أجهزة الاستشعار: ضع مسبار Pt100 واحدًا في مجرى الهواء لكل ملف من ملفات الجهد المنخفض (المراحل A وB وC)، في الجزء الأوسط العلوي حيث تتشكل عادةً النقطة الساخنة. أضف قناة قلبية اختيارية وقناة غلاف أو قناة بيئة محيطة.
  • إعدادات المنبه: تحدد هذه القيم بناءً على فئة العزل. وتتمثل نقاط البداية النموذجية للفئة F في بدء تشغيل المروحة عند 100–110 درجة مئوية، وانطلاق الإنذار عند 130 درجة مئوية، وانقطاع التيار عند 150 درجة مئوية. أما بالنسبة للفئة H، فهي 120–130 درجة مئوية، و155 درجة مئوية، و170–180 درجة مئوية. تأكد دائمًا من مطابقة هذه القيم مع البيانات المذكورة على اللوحة التعريفية.
  • اختيار القناة: تغطي 3 قنوات اللفات ثلاثية الطور، وتضيف 4 قنوات القلب، وتوفر 6 قنوات مجسات احتياطية للوحدات الحيوية. استخدم وحدة متعددة القنوات عندما تخدم لوحة واحدة عدة محولات.
  • نوع المستشعر: تُعدّ مجسات Pt100 مناسبة للوحدات القياسية من النوع الجاف، في حين أن مجسات الألياف الضوئية مناسبة للمحولات المصبوبة بالراتنج أو المحولات ذات الأحمال العالية التي تتطلب قراءات مباشرة لنقاط السخونة.
  • المخرجات: يجب أن توفر وحدة المراقبة مرحلات للمروحة والإنذار والقطع، بالإضافة إلى واجهة RS485 Modbus، كما يجب أن تكتشف أعطال المستشعرات.

جدول المحتويات

1. مواقع مستشعرات Pt100 في مجاري الهواء الخاصة بملفات LV

IB-Q201 جهاز مراقبة درجة حرارة المحولات الجافة والتحكم فيها

أين تتشكل البقعة الساخنة

في المحولات من النوع الجاف، يتم تبديد الحرارة عن طريق الهواء، لذا فإن النقطة الأكثر سخونة تقع داخل الملف وليس على سطحه. وبالنسبة لمعظم تصميمات المحولات المصبوبة بالراتنج وتصميمات VPI، توجد النقطة الساخنة في الجزء الأوسط العلوي من لفائف البطين الأيسر, ، لأن الهواء البارد يرتفع درجة حرارته أثناء صعوده عبر القناة. وغالبًا ما تكون المرحلة الوسطى (B) هي الأكثر سخونة لأن المرحلتين المجاورتين لها تحدان من تدفق الهواء من كلا الجانبين.

المواضع الموصى بها للمسبار

  • مسبار واحد لكل مرحلة: قم بإدخال جهاز Pt100 في مجرى الهواء بين طبقات لفات التيار المنخفض للطور A و B و C.
  • الارتفاع: اتبع الموضع المحدد من قبل الشركة المصنعة لجيب المستشعر أو القناة. إذا لم يكن هناك أي موضع محدد، فاستخدم الجزء الأوسط العلوي من ارتفاع اللف.
  • للتواصل: يجب أن يلامس طرف المجس سطح القناة وألا يظل معلقًا في الهواء، وإلا فإن القراءات ستكون أقل من درجة الحرارة الفعلية.
  • الإصلاح: ثبّت سلك المجس برباط غير معدني حتى لا يتحرك بفعل الاهتزازات.

مرجع موقع المستشعر

نقطة القياس الوضع النموذجي الغرض الأولوية
ملف المرحلة أ قناة هواء LV، الجزء الأوسط العلوي الإنذار والتوقف مرتفع
ملف المرحلة ب قناة هواء LV، الجزء الأوسط العلوي الإنذار والتوقف مرتفع
ملف المرحلة C قناة هواء LV، الجزء الأوسط العلوي الإنذار والتوقف مرتفع
الجوهر الجزء العلوي من الكتف أو سطح الساق الأساسي الكشف عن ارتفاع درجة حرارة القلب متوسط
المحيط / البيئة المحيطة مدخل الهواء أو الغرفة المجاورة للوحدة مرجع حالة التبريد منخفض

2. وضع مسبار درجة الحرارة الداخلية ومستشعر درجة الحرارة المحيطة للغلاف

مسبار أساسي

  • لماذا يجب مراقبة النواة: قد يشير ارتفاع درجة حرارة النواة بشكل غير متناسب مع الحمل إلى حدوث دوائر قصيرة في الطبقات، أو عطل تأريض متعدد في النوى، أو سوء التهوية.
  • التوظيف: قم بتثبيت مقاوم Pt100 من النوع السطحي على القوس العلوي أو على أحد أرجل القلب باستخدام شريط مقاوم للحرارة أو مشبك، بعيدًا عن التلامس المباشر مع اللفات.

مستشعر البيئة المحيطة أو مستشعر الحاوية

  • الغرض: فهو يفصل غرفة ساخنة عن محول كهربائي ساخن. وإذا ارتفعت درجة حرارة اللفات ودرجة حرارة الغرفة في آن واحد، فإن المشكلة تكمن في التهوية وليست في المحول.
  • التوظيف: قم بتركيبه بالقرب من مدخل هواء التبريد، بحيث يكون محميًّا من الإشعاع المباشر الصادر عن اللفات.

استخدام كل قناة في المنطق

القناة يُستخدم للتحكم في المروحة يُستخدم كجهاز إنذار يُستخدم في الرحلات
اللفات A / B / C نعم (القيمة الأعلى) نعم نعم
الجوهر اختياري نعم (نقطة ضبط منفصلة) عادةً لا
المحيط لا اختياري (ارتفاع درجة حرارة الغرفة) لا

3. مسبار من ألياف البوليميد البصرية للكشف عن النقاط الساخنة في لفات الراتنج المصبوب

متى ينبغي اختيار الألياف الضوئية بدلاً من Pt100

  • القراءة المباشرة لنقطة السخونة: يمكن تضمين مسبار من الألياف الضوئية بين طبقات اللف، بحيث يقوم بقراءة اللف نفسه وليس هواء القناة.
  • سلامة الجهد العالي: المسبار عازل كهربائي، لذا فهو لا يخلق مسارًا للتفريغ عند وضعه على لفات الجهد العالي.
  • مقاومة التداخل الكهرومغناطيسي: تظل القراءات مستقرة في المجالات المغناطيسية القوية، حيث قد تلتقط أسلاك Pt100 الطويلة بعض التشويش. ويرد شرح هذا المبدأ في قياس درجة الحرارة باستخدام الألياف الضوئية في المحولات.
  • تصميم المجس: a مستشعر درجة الحرارة من ألياف البولي إيميد الضوئية يتحمل درجة حرارة معالجة الراتنج المصبوب ويصلح للاستخدام في عمليات التضمين أثناء التصنيع.

مقارنة بين Pt100 والألياف الضوئية

العنصر مسبار Pt100 مسبار الألياف الضوئية
التركيب النموذجي قناة هواء، يمكن تعديلها يتم تضمينه في اللف أثناء التصنيع
ما ورد فيه درجة حرارة القناة أو السطح منطقة ساخنة متعرجة
الدقة النموذجية من ±0.5 درجة مئوية إلى ±1 درجة مئوية (النظام) ±1 درجة مئوية
مقاومة التداخل الكهرومغناطيسي معتدل (يلزم ارتداء واقي) ممتاز
التكلفة منخفض أعلى
الخيار الأنسب الوحدات التجارية القياسية الوحدات الحيوية أو ذات الأحمال العالية أو ذات الجهد العالي

4. وظائف جهاز التحكم في درجة الحرارة: مرحلات التهوية، والإنذار، والقطع، والأعطال

الوظائف المطلوبة

  • مرحل التحكم في المروحة: تقوم بتشغيل وإيقاف مراوح التبريد عند بلوغ درجة حرارة الملف أعلى مستوى لها، مع تطبيق خاصية التباطؤ لمنع حدوث الاهتزاز.
  • مرحل الإنذار: جهة تلامس جافة للوحة الإنذار أو مدخل نظام SCADA.
  • ترحيل الرحلة: جهة تلامس منفصلة موصولة بدائرة الحماية الخاصة بقاطع التيار الرئيسي.
  • إشارة خرج عطل المستشعر: يكتشف وجود مجسات مفتوحة أو متصلة قصيرًا، لذا فإن السلك المقطوع لا يُقراء على أنه درجة حرارة طبيعية.
  • الشاشة: يعرض قيمة كل مرحلة، مع ميزة تثبيت القيمة القصوى ووضع مسح القنوات.

خيارات وحدة التحكم

وحدات التحكم المثبتة على اللوحة

وحدة مثل جهاز مراقبة درجة حرارة المحولات من النوع الجاف IB-S201 وجهاز التحكم فيها يجمع هذا الجهاز بين مدخلات ثلاثية الطور، ونظام التحكم في المروحة، ومرحلات الإنذار والقطع، ومنفذ RS485 في جهاز واحد، وهو ما يجعله مناسبًا للوحدات الداخلية القياسية من النوع الجاف.

شاشات ذكية مدمجة

وعندما يحتاج المشروع أيضًا إلى بيانات تتعلق بالحمل أو التوافقيات أو الغلاف، فإن جهاز مراقبة ذكي أو نظام كامل نظام مراقبة صحية عبر الإنترنت للمحولات من النوع الجاف يمكن دمج هذه العناصر في منصة واحدة.

مرجع معلمات وحدة التحكم

العنصر القيمة النموذجية
نوع الإدخال Pt100، ثلاثي الأسلاك
نطاق القياس 0–200 درجة مئوية (أو نطاق أوسع)
دقة الشاشة 1 درجة مئوية أو 0.1 درجة مئوية
مخرجات الترحيل مروحة، إنذار، انقطاع، عطل
تصنيف ملامس المرحل 250 فولت تيار متردد / 5 أمبير (راجع ورقة البيانات)
التواصل RS485 مودبوس RTU
الإمداد الإضافي 220 فولت تيار متردد أو 24–110 فولت تيار مستمر

5. إعدادات الإنذار حسب فئة العزل: نقاط الضبط للفئات B و F و H

مرجع فئة العزل

فئة العزل أقصى درجة حرارة لللف متوسط ارتفاع اللف (IEC 60076-11)
الفئة ب 130 درجة مئوية 80 كيلو
الفئة F 155 درجة مئوية 100 ألف
الفئة H 180 درجة مئوية 125 كيلو

قيم الضبط الأولية النموذجية

فئة العزل تشغيل المروحة محطة المشجعين الإنذار رحلة
الفئة ب 80–90 درجة مئوية 70–80 درجة مئوية 110–120 درجة مئوية 130 درجة مئوية
الفئة F 100–110 درجة مئوية 90–100 درجة مئوية 130 درجة مئوية 150 درجة مئوية
الفئة H 120–130 درجة مئوية 110–120 درجة مئوية 155 درجة مئوية 170–180 درجة مئوية

وضع القواعد

  • اللوحة التعريفية أولاً: هذه القيم هي نقاط انطلاق. اعتمد على اللوحة المعدنية ودليل الاستخدام الخاصين بالشركة المصنعة باعتبارهما المرجع النهائي.
  • التباطؤ: اضبط نقطة إيقاف المروحة على درجة حرارة تقل بحوالي 10 درجات مئوية عن درجة حرارة بدء تشغيل المروحة، حتى لا تتكرر دورات تشغيل المروحة بسرعة.
  • هامش الإنذار: حافظ على درجة حرارة جهاز الإنذار عند مستوى يقل بمقدار 15–25 درجة مئوية عن نقطة التشغيل، حتى يتسنى للمشغلين الوقت الكافي لتقليل الحمل.
  • رحلة أقل من الحد الأدنى المسموح به للفئة: يجب أن تظل درجة الحرارة أثناء التشغيل عند الحد الأقصى لفئة العزل أو أقل منه. وترد حدود التحميل والشيخوخة في حدود ارتفاع درجة حرارة المحولات وقيمها التصنيفية.
  • إنذارات القلب والبيئة المحيطة: اضبط إنذار درجة الحرارة الأساسية وفقًا لتقرير الاختبار المصنعي، واضبط إنذار درجة الحرارة المحيطة بالقرب من الحد الأقصى المحدد في تصميم الغرفة (على سبيل المثال 40 درجة مئوية).
  • سجل التغييرات: تسجيل كل تغيير في نقاط الإعداد مع ذكر التاريخ والسبب واسم المُصادِر.

6. اختيار القنوات: شاشات ذات 3 قنوات و4 قنوات و6 قنوات

كيفية اختيار عدد القنوات

  • 3 قنوات: الحد الأدنى لوحدة ثلاثية الأطوار، مع وجود مسبار واحد على كل ملف من ملفات الجهد المنخفض.
  • 4 قنوات: ثلاث لفات بالإضافة إلى القلب، وهو ما يناسب معظم المنشآت التجارية والصناعية.
  • 6 قنوات: ثلاث لفات مزودة بمجسات احتياطية، أو لفات بالإضافة إلى نقاط القياس في قلب الملف، ودرجة الحرارة المحيطة، وجانب المروحة، وهو ما يناسب الوحدات الحيوية.
  • 8 قنوات أو أكثر: لوحة واحدة تراقب عدة محولات في نفس الغرفة، أو كل من لفات الجهد العالي والجهد المنخفض.

مصفوفة اختيار القنوات

التطبيق القنوات الموصى بها ترتيب المجسّ الإخراج
وحدة مبنى تجاري صغير 3 الملفات A و B و C المرحلات، RS485
وحدة المصنع الصناعي 4 الملفات A و B و C والقلب المرحلات، RS485
وحدة حساسة (مستشفى، مركز بيانات) 6 ملفات A و B و C مع مجسات احتياطية المرحلات، RS485، SCADA
وحدتان أو ثلاث وحدات في غرفة واحدة 9–12 3 لفات لكل محول RS485، SCADA
محطة كهرباء فرعية كبيرة أو نفق 16–64 (الألياف الضوئية) محولات متعددة على جهاز إزالة تشكيل واحد Modbus TCP، IEC 104

تخطيط القنوات الاحتياطية

  • اترك قناة احتياطية واحدة على الأقل لكل محول، لأن المجسات هي أكثر نقاط الفشل شيوعًا في النظام.
  • قم بتخطيط تسمية المستشعرات (T1-A، T1-B، T1-C) قبل توصيل الأسلاك، بحيث تتطابق تسميات القنوات مع علامات SCADA.

7. عدد قنوات وحدة قياس درجة الحرارة بالألياف الضوئية وقناة إزالة التضمين

dry-type-transformer-temperature-monitoring

اختيار وحدة دراسية

  • وحدة ثلاثية الطور: و وحدة استشعار درجة الحرارة بالألياف الضوئية ذات 3 قنوات من طراز IF-G3 يغطي اللفات الثلاثة لمحول واحد.
  • الوحدات الاحتياطية أو متعددة النقاط: يدعم جهاز إزالة التضمين الفلوري ذو الست قنوات استخدام مسبارين لكل طور، أو نقاط اللف بالإضافة إلى نقاط القلب.
  • عدة محولات: نظام متعدد القنوات، يصل عدد قنواته إلى 64 قناة، يقتصر على خزانة واحدة لغرفة المحولات بأكملها.

مرجع نظام الألياف الضوئية

العنصر القيمة النموذجية
نطاق القياس من -40 درجة مئوية إلى 200 درجة مئوية
الدقة ±1 درجة مئوية
زمن الاستجابة ≤ 1 ثانية
القنوات 1 أو 3 أو 6 أو حتى 64
المخرجات RS485 Modbus RTU، 4–20 مللي أمبير، مرحل
طول سلك المسبار مصمم خصيصًا، قابل للتمديد باستخدام كابل تمديد

نقاط الاختيار

  • قم بقياس طول الكابل من مخرج الملف إلى جهاز إزالة التضمين قبل الطلب، وأضف كابل تمديد إذا لزم الأمر.
  • احرص على الحفاظ على الحد الأدنى لنصف قطر انحناء الألياف، لأن الانحناءات الحادة تتسبب في فقدان الإشارة.
  • لا يمكن استبدال المجسات المدمجة بمجرد أن يتصلب الراتينج، لذا يجب طلب قنوات ومجسات احتياطية في مرحلة التصميم.

8. مخرج RS485 Modbus، وبوابة اتصال، وشاشة عرض عن بُعد

نقاط البيانات النموذجية عبر بروتوكول Modbus RTU

نقطة بيانات النوع الاستخدام
درجة حرارة اللف A / B / C القيمة التناظرية الاتجاهات والإنذارات
درجة الحرارة الداخلية ودرجة الحرارة المحيطة القيمة التناظرية الاتجاهات والتشخيص
المروحة، الإنذار، حالة الانقطاع بت الحالة سجل الأحداث
إشارات أعطال المستشعرات بت الحالة جودة البيانات
نقاط الضبط قراءة / كتابة القيمة التكوين عن بُعد

قواعد التواصل

  • الكابل: زوج مجدول مُحمي، يبلغ طوله الإجمالي حوالي 1200 متر بمعدل نقل يبلغ 9600 بت في الثانية.
  • التوجه إلى: قم بتعيين عنوان Modbus فريد لكل وحدة تحكم، مع استخدام نفس معدل الباود ونفس معدل التكافؤ.
  • الإنهاء: أضف مقاومًا نهائيًا بقيمة 120 أوم في الطرف البعيد من الناقل.
  • الاستقلال: يجب أن تستمر مرحلات المروحة والإنذار والقطع في العمل في حالة تعطل شبكة RS485 أو البوابة.
  • الشاشة البعيدة: استخدم شاشة عرض منفصلة أو واجهة مستخدم (HMI) عندما يحتاج المشغلون إلى قراءة درجات الحرارة خارج غرفة المحولات.

9. قواعد توصيل وأسلاك Pt100 والتدريع وتوجيه الكابلات

قواعد التوصيل الكهربائي

  • التوصيل بثلاثة أسلاك: يلغي مقاومة السلك الرئيسي، التي كانت ستؤدي لولا ذلك إلى زيادة الخطأ في عمليات التشغيل الطويلة.
  • كابل مُحمي: قم بتأريض الدرع من جانب وحدة التحكم فقط، لتجنب حدوث حلقات التأريض.
  • الفصل: احرص على إبقاء أسلاك المستشعرات بعيدة عن كابلات الطاقة ووصلات الجهد العالي. وقم بتقاطعها بزاوية قائمة عندما يكون ذلك أمراً لا مفر منه.
  • أسلاك مقاومة للحرارة: استخدم كابلًا معزولًا بـ PTFE أو السيليكون داخل منطقة اللف.
  • تخفيف الضغط على الكابل: ثبّت الكابل بالقرب من المجس بحيث لا يؤدي شد الكابل إلى تحريك المستشعر.

الأعطال الشائعة في الأسلاك الكهربائية

الأعراض السبب المحتمل تحقق
تحدث قفزات في القراءة أو تظهر ضوضاء الدرع غير موصول بالأرض أو وجود كابل بالقرب من خطوط الكهرباء تأريض الدرع وتوجيه المسارات
قراءة القراءة أعلى من اللازم بمقدار قيمة ثابتة التوصيل ثنائي الأسلاك أو مقاومة السلك طريقة التوصيل والأطراف
تشير القراءة إلى القيمة القصوى أو تجاوز النطاق مسبار مفتوح أو طرف توصيل مفكوك اختبار استمرارية الدائرة
تُظهر القراءة قيمة ضئيلة أو صفرية قصور في المسبار أو السلك العزل والمقاومة
تأخر القراءة عن التحميل المسبار غير ملامس لسطح القناة موضع المجس

10. اختبارات التشغيل والمعايرة لأجهزة مراقبة درجة الحرارة

قبل توصيل التيار الكهربائي

  • تأكد من أن كل مسبار في الطور الصحيح، وقم بمطابقة تسمية القناة مع اللفات.
  • قم بقياس مقاومة Pt100 في درجة حرارة الغرفة. يجب أن تكون قريبة من 109–110 أوم عند 25 درجة مئوية.
  • تحقق من جهد الإمداد الإضافي مقارنةً بالمواصفات المحددة لوحدة التحكم.
  • أدخل قيم الضبط الواردة في لوحة البيانات وفئة العزل.

جدول الاختبارات الوظيفية

اختبار الطريقة معيار النجاح
دقة القناة استخدم محاكي Pt100 أو مقياس حرارة مرجعي في حدود دقة الجهاز
مرحل المروحة محاكاة درجات الحرارة الخاصة ببدء تشغيل المروحة وتوقفها يبدأ المشجعون ويوقفون الهتاف في نقاط محددة
مرحل الإنذار محاكاة درجة حرارة الإنذار يتم إغلاق ملامس الإنذار، وتظهر اللوحة إشارة الإنذار
مرحل الرحلة محاكاة درجة حرارة الرحلة، مع وضع القاطع في وضع الاختبار Trip contact operates the breaker circuit
عطل في المستشعر Disconnect and short a probe Fault flag and display warning
التواصل Read registers from SCADA Values match local display

After commissioning

  • Record the winding temperature at 50%, 75% and 100% load as baseline values.
  • Re-check the sensors and relay contacts once a year, and recalibrate if drift is found.
  • Review the maximum temperature log after any overload or ventilation failure.
  • For wider guidance on dry-type installations, see dry-type transformer temperature monitoring applications.

11. الأسئلة الشائعة: أسئلة حول مراقبة درجة حرارة المحولات الجافة

Where should temperature sensors be placed on a dry-type transformer?

Place one Pt100 probe in the air duct of each LV winding, in the upper-middle section where the hot spot usually forms. Add a core probe on the yoke or leg and an ambient sensor near the cooling air inlet if needed.

How many temperature channels do I need?

Three channels are the minimum for a three-phase unit. Use four channels to add the core, and six channels for redundant probes on critical transformers. Use a multi-channel unit when one panel serves several transformers.

What alarm and trip temperatures should I use?

They depend on the insulation class. Class F units commonly use an alarm near 130 °C and a trip near 150 °C, while Class H units use about 155 °C and 170–180 °C. Confirm all values against the nameplate and the manufacturer's manual.

Why does the center phase often read higher?

The center phase is surrounded by the other two windings, which restricts cooling airflow and adds heat from both sides. For this reason, controllers usually base fan control on the highest of the three phase readings.

Is a Pt100 or a fiber optic sensor better for dry-type transformers?

Pt100 probes are low in cost and suit standard units, with the option to retrofit into air ducts. Fiber optic probes are better for critical, high-voltage or heavily loaded units, because they read the winding hot spot directly and resist electromagnetic interference.

Can I add temperature monitoring to a transformer already in service?

Yes. Pt100 probes can usually be inserted into the winding air ducts and core surface during a short outage. Fiber optic probes embedded in the winding are normally installed during manufacture.

Why do the fans keep switching on and off?

Fan start and stop points are probably too close together. Set the stop temperature about 10 °C below the start temperature, and use the highest phase reading for control.

Should the controller trip relay depend on SCADA?

No. Fan, alarm and trip relays must operate inside the controller, independent of RS485, the gateway or the network. SCADA should receive the data for monitoring and trend analysis only.

How do I get a recommended channel configuration for my transformers?

Prepare the transformer rating, insulation class, number of units, voltage level and your communication requirement, then send them to the engineering team for a matched sensor and controller scheme.