V naší společnosti klademe důraz na neustálé vzdělávání napříč odděleními. Věříme, že každý z nás je odborníkem ve své oblasti, a právě sdílení zkušeností nám umožňuje neustále zvyšovat kvalitu našich řešení.
Tentokrát jsme se v rámci interního školení zaměřili na téma teplotních senzorů. Školení vedl náš technik z testbay a přineslo praktický pohled na to, jak senzory fungují a jak zásadní roli hrají v ochraně transformátorů.
Dva typy senzorů, dvě různé role
V našich transformátorech standardně používáme dva typy senzorů – Pt100 a PTC. Volba konkrétního řešení závisí především na požadavcích zákazníka a zvyklostech daného trhu. Zatímco v SGB Czech Trafo primárně doporučujeme Pt100, například na německém trhu je běžná kombinace obou typů.
Každý z těchto senzorů má jinou funkci. Pt100 slouží k přesnému měření teploty, zatímco PTC funguje spíše jako ochranný prvek.
Pt100: Přesnost, na kterou se můžete spolehnout
Senzor Pt100, označovaný také jako Platinum 100, je vysoce přesné odporové čidlo teploty. Jeho princip je založen na vlastnostech platiny, jejíž elektrický odpor se mění v závislosti na teplotě.
Při teplotě 0 °C má odpor přesně 100 ohmů. S rostoucí teplotou se odpor zvyšuje, a vyhodnocovací jednotka tak dokáže velmi přesně určit aktuální teplotu transformátoru.
Princip fungování lze shrnout následovně:
- platinový vodič mění odpor v závislosti na teplotě
- při 0 °C má přesně 100 Ω
- vyhodnocovací jednotka převádí odpor na přesnou teplotu
Senzory se instalují do nejvíce namáhaných míst, typicky přímo do vinutí transformátoru, kde měří tzv. „hot spots“. Právě zde hrozí největší riziko přehřátí.
Pokud teplota překročí nastavené limity, systém může automaticky aktivovat chlazení, například ventilátory. V kritických případech pak dokáže transformátor odpojit od sítě a zabránit jeho poškození.
Pro dosažení co nejvyšší přesnosti se v praxi používají třívodičová (standardně) nebo čtyřvodičová zapojení, která eliminují vliv odporu přívodních vodičů.
PTC: Jednoduchá, ale účinná ochrana
Na rozdíl od Pt100 nefunguje PTC senzor jako klasické měřicí čidlo. Jeho role je jiná – slouží jako teplotní pojistka.
Za běžných podmínek má PTC velmi nízký odpor. Jakmile však teplota dosáhne kritické hodnoty, dojde k prudkému nárůstu odporu. Tento skok je signálem pro ochranné relé, které okamžitě reaguje.
Jeho chování lze popsat ve třech krocích:
- nízký odpor při běžné teplotě
- dosažení kritické (referenční) teploty
- skokové zvýšení odporu a aktivace ochrany
V transformátorech, zejména u suchých typů, jsou PTC senzory zabudovány přímo ve vinutí. Je to vlastně trojice senzorů, kdy každý hlídá jednu fázi. Pokud se přehřeje byť jen jedna z nich, ochrana zasáhne.
Referenční teplota se volí podle typu izolace. V našem případě, při použití izolace třídy F, pracujeme s hranicí 140 °C. PTC senzory jsou vyrobeny z keramických materiálů a vynikají spolehlivostí při dlouhodobém zatížení.
Je však důležité zmínit jejich omezení – kvůli pomalejší reakci nedokážou chránit proti náhlým zkratům, ale jsou ideální pro detekci dlouhodobého přetížení.
Kombinace, která dává smysl
V praxi se často setkáváme s kombinací obou typů senzorů. Typickým příkladem je konfigurace používaná na německém trhu, kde se využívají dva PTC senzory a jeden Pt100.
Toto řešení spojuje výhody obou přístupů – přesné měření i spolehlivou ochranu.
Správné zapojení je klíčové
Volba senzorů má přímý dopad i na další komponenty systému. Všechny senzory jsou vedeny do svorkovnice, která musí být dimenzována podle jejich počtu.
Ze svorkovnice si zákazník připojuje relé, které funguje jako řídicí jednotka. Právě zde si nastavuje teploty, při kterých se například spustí ventilátory. Je proto důležité zvolit správný typ relé – například model MSF 220K nepodporuje senzory Pt100.
Někdy se zákazníci domnívají, že je potřeba instalovat samostatný senzor pro řízení ventilátorů. Ve skutečnosti je to však zbytečné. Data z již instalovaných senzorů plně postačují pro řízení chlazení.
Závěrem
Teplotní senzory představují nenápadnou, ale zásadní součást každého transformátoru. Zatímco Pt100 přináší přesná data pro monitoring, PTC zajišťuje rychlou reakci při kritických stavech.
Správná kombinace obou typů, spolu s vhodně zvolenými komponenty, je klíčem k bezpečnému a spolehlivému provozu.
