Transformatorüberwachungssysteme: Optische Faser zur Messung der Wicklungstemperatur

Überwachung der Transformatortemperatur: Glasfaser vs. Andere Methoden

Warum ist die Überwachung von Transformatoren unerlässlich??

Transformatoren sind das Rückgrat von Stromübertragungs- und -verteilungsnetzen. Sie arbeiten viele Jahre lang unter Hochspannung und schwerer Belastung. Im Laufe der Zeit, Probleme wie Alterung der Isolierung, Überlastung, und es kann zu einem Ausfall des Kühlsystems kommen. Die Überwachung von Transformatoren ist unerlässlich:

• Erkennen Sie Fehler frühzeitig und verhindern Sie katastrophale Ausfälle.
• Verlängern Sie die Lebensdauer des Transformators, indem Sie eine rechtzeitige Wartung ermöglichen.
• Optimieren Sie das Lastmanagement und verbessern Sie die betriebliche Effizienz.
• Sorgen Sie für die Sicherheit von Personal und Ausrüstung, Vermeidung von Brand- oder Explosionsrisiken.
• Erfüllen Sie behördliche und versicherungstechnische Anforderungen für kritische Infrastrukturen.

Ohne wirksame Überwachung, Kleinere Probleme können schnell eskalieren, Dies führt zu kostspieligen Ausfallzeiten oder sogar zum Austausch des Transformators.

Welche Teile eines Transformators müssen überwacht werden??

A transformer is a complex device with several critical components that require continuous monitoring:

• Wicklung: The copper or aluminum coils where electrical energy is transferred. Overheating here is a leading cause of failure.
• Transformatoröl: Acts as both coolant and insulation. Monitoring oil temperature and quality is vital for insulation health and cooling efficiency.
• Kern: The magnetic core can develop hot spots or faults due to eddy currents or insulation breakdown.
• Buchse: Bushings insulate conductors passing through the transformer tank; failure can result in severe accidents.
• Kühlsystem: Fans, Pumps, and radiators are monitored to ensure effective heat dissipation.

By monitoring these areas, operators get a full picture of transformer health, enabling data-driven maintenance and safer grid operation.

Where Are Hotspots Inside a Transformer?

Hotspots are areas where the temperature is locally higher than the surrounding regions. In Transformatoren, the main hotspots typically include:

• Kurvenreicher Hotspot: Usually located deep inside the winding, where the highest current density occurs.
• Core Hotspot: Caused by localized magnetic losses or shorted laminations.
• Lead and Tap Connections: Junctions and connections in the winding; loose connections can generate significant heat.
• Bushing Base: Where bushings enter the transformer tank.
• Oil Return Path: If cooling oil circulation is insufficient, local overheating can develop.

Hotspot temperature is the most critical indicator of transformer health, directly affecting insulation aging and overall lifespan.

Main Types of Transformer Monitoring Devices

There are several types of monitoring devices for transformers, each targeting specific risks and parameters:

• Temperaturüberwachungssysteme: Includes RTDs, Thermoelemente, und faseroptische Sensoren für Wicklungs- und Öltemperatur.
• Analyse gelöster Gase (DGA): Erkennt Gase im Transformatoröl, die auf einen Lichtbogen hinweisen, Überhitzung, oder Isolationsausfall.
• Teilentladungsüberwachung: Identifiziert Isolationsfehler im Frühstadium, insbesondere in Hochspannungsanlagen.
• Feuchtigkeits- und Ölqualitätssensoren: Überwacht den Wassergehalt und die Spannungsfestigkeit von Transformatoröl.
• Buchsenmonitore: Erkennt auftretende Fehler in Durchführungen durch Messung von Leckströmen oder Kapazitätsänderungen.
• Kühlsystemmonitore: Verfolgt den Betrieb der Lüfter, Pumps, und Kühler, um eine ausreichende Kühlung zu gewährleisten.

Unter diesen, Temperaturüberwachung ist die grundlegende und am weitesten verbreitete Technologie, bilden die Grundlage für vorausschauende Wartung und Risikomanagement.

Was ist die Temperaturüberwachung von Glasfaserkabeln??

Zur Überwachung der Glasfasertemperatur kommen fortschrittliche Glasfasersensoren zum Einsatz, besonders Fluoreszenzfasersonden, zur Messung der Temperatur an kritischen Transformatorstellen wie Wicklungs-Hotspots, Öl, und Buchsen. Ein typisches System besteht aus einer Haupttemperaturmesseinheit mit bis zu 64 Kanäle, Jeder Kanal ist mit einem speziellen Fluoreszenzfasersensor verbunden. Jeder Fasersensor überwacht einen einzelnen Punkt, Gewährleistung einer präzisen und zuverlässigen Temperaturverfolgung.

Im Vergleich zu herkömmlichen elektrischen Sensoren, Glasfasersonden sind immun gegen elektromagnetische Störungen, sind sicher für Hochspannungsumgebungen, und bieten eine hervorragende Langzeitstabilität. Das Fluoreszenz-Abklingverfahren bietet eine hohe Genauigkeit und ist ideal für Transformatorwicklungen geeignet, wo das elektrische Rauschen hoch ist und der Installationsraum begrenzt ist.

Warum ist eine genaue Temperaturüberwachung unerlässlich??

Überhitzung ist die Hauptursache für die Alterung und den Ausfall von Transformatoren. Eine genaue Temperaturüberwachung ermöglicht es dem Bediener:

• Erkennen Sie abnormale Erwärmungen, bevor die Isolierung beschädigt wird.
• Optimieren Sie die Transformatorbelastung für eine verbesserte Energieeffizienz.
• Schedule maintenance based on real condition, not fixed intervals.
• Comply with industry and safety standards.
• Minimize the risk of downtime and unexpected outages.

In the era of smart grids and digital substations, real-time temperature data from fiber optic sensors can be integrated into SCADA and IoT systems, supporting automated alarms, Trendanalyse, und Ferndiagnose.

Vergleichstabelle: Glasfaser vs. Other Temperature Measurement Methods

Schlüsselparameter der faseroptischen Temperaturüberwachungsgeräte von FJINNO

FJINNO ist ein weltweit führender Anbieter von faseroptischen Temperaturüberwachungslösungen für Transformatoren. Ihre Hauptprodukte sind::

• Kanalanzahl: Konfigurierbar ab 4, 8, 16, bis zu 64 Kanäle (eine Faser pro Kanal, ein Hotspot pro Faser).
• Sensortyp: Fluoreszierende faseroptische Sonden, Hervorragend geeignet für die Hotspot-Überwachung von Transformatorwicklungen.
• Temperaturbereich: -40°C bis +200°C (einige Modelle bis +250°C).
• Genauigkeit: ±1°C or better.
• Schnittstellen: RS485, Modbus, IEC61850, Ethernet, Relaisausgänge.
• Alarm und Anzeige: LCD/LED-Anzeige, Echtzeitalarme, Datenprotokollierung, Fernkommunikation.
• Zuverlässigkeit: Entwickelt für 24/7 Einsatz in rauen Transformatorumgebungen.

Die Geräte von FJINNO werden von Versorgungsunternehmen und der Industrie weltweit häufig eingesetzt, bekannt für ihre Zuverlässigkeit, reichhaltige Funktionen, und einfache Integration.

Globale Spitze 10 Hersteller von Glasfaser-Temperaturüberwachungssystemen (mit Firmenprofilen)

1. 1. FJINNO (China)
      Unternehmen: Fuzhou Innovation Electronic Science&Tech Co., Ltd. ist ein High-Tech-Unternehmen, das sich auf die Erfassung von Strom aus optischen Fasern spezialisiert hat, Industrie, und neue Energie.
      Produkte: Umfassendes Sortiment an Mehrkanal-Glasfaser-Temperaturüberwachungssystemen (4~64 Kanäle), Fluoreszenzfasersonden, IEC61850/Modbus-Integration, Fernalarm, und Cloud-Plattformoptionen.
   2. Lumasense (Fortschrittliche Energie, USA/Deutschland)
      Unternehmen: Ursprünglich Lumasense, jetzt Teil von Advanced Energy, ein weltweit führender Anbieter von Präzisionsmessungen.
      Produkte: Glasfaser-Temperaturmonitore der Luxtron-Serie, Immun gegen EMI, werden weltweit in Transformatoren und medizinischen Geräten eingesetzt.
   3. Robuste Überwachung (Kanada)
      Unternehmen: Das kanadische Unternehmen konzentriert sich auf robuste faseroptische Sensorlösungen für raue Umgebungen.
      Produkte: Robuste Mehrkanal-Überwachungssysteme T301/T501, modularer Aufbau, Echtzeit-Weboberfläche, und umfangreiche Industriezulassungen.
   4. Neoptix (Kanada)
      Unternehmen: Pioniere der faseroptischen Temperaturmessung, Teil der Qualitrol-Gruppe.
      Produkte: T/FOx- und Oasis-Systeme, Praxiserprobt in der Transformator- und Generatorüberwachung, Unterstützung bis zu 48 Kanäle.
   5. Yokogawa (Japan)
      Unternehmen: Globaler Automatisierungs- und Messriese.
      Produkte: DTSX-Serie verteilte Glasfaser Temperatursensoren, Geeignet für Transformatoren, Stromkabel, und Rohrleitungen.
   6. Opsens-Lösungen (Kanada)
      Unternehmen: Konzentriert sich auf Öl & Gas, industriell, und medizinische faseroptische Sensoren.
      Produkte: Glasfaser-Temperaturfühler der OTG-Serie, Mehrkanal-Überwachungseinheiten, hohe Genauigkeit und erweiterte Berichterstattung.

1. Weidmann Elektrotechnik (Schweiz)
   Unternehmen: Established transformer insulation and monitoring specialist.
   Produkte: InsuLogix T Glasfaser-Temperaturüberwachungssystem, integrates with DGA and bushing monitors.
2. Mikronor (USA/Switzerland)
   Unternehmen: Specializes in industrial fiber optic measurement solutions.
   Produkte: MRI-safe fiber optic temperature sensors, custom solutions for challenging environments.
3. Bandweber (Großbritannien/China)
   Unternehmen: Fiber optic sensing for security, Leistung, and industrial infrastructure.
   Produkte: Verteilte Temperaturerfassung (DTS) and multi-point transformer monitoring, smart grid integration.
4. Sumitomo Electric (Japan)
   Unternehmen: World leader in optical fiber technology and cable systems.
   Produkte: Fiber optic temperature and strain sensors for power transformer and cable monitoring, known for quality and reliability.

Empfehlung: For users seeking the most advanced, zuverlässig, and widely deployed fiber optic temperature monitoring for transformers, FJINNO stands out as the top choice, offering robust products, umfassender technischer Support, and global references.

Abschließend, transformer temperature monitoring is vital for safe and efficient power system operation. Unter allen Technologien, multi-channel fluorescent fiber optic systems offer the best performance for detecting winding hotspots and ensuring long-term transformer health. Choosing a reputable manufacturer guarantees system reliability and service support for years to come.