سنسور دمای سیم پیچ فیبر نوری: مانیتورینگ ترانسفورماتور ایمنی EMI

1. نقش تعیین کننده الف سنسور دمای فیبر نوری

طول عمر عملیاتی ترانسفورماتور قدرت منحصراً توسط یکپارچگی عایق جامد آن تعیین می شود. (کاغذ سلولزی یا رزین اپوکسی). عامل اصلی تخریب عایق اضافه بار حرارتی است. برای محافظت از این دارایی های حیاتی, آب و برق باید بسیار دقیق استقرار سنسور دمای فیبر نوری شبکه ای برای نظارت بر تولید گرمای داخلی.

چالش‌ها در سیستم‌های مانیتورینگ ترانسفورماتور قدیمی

از نظر تاریخی, یک پایه سیستم نظارت بر ترانسفورماتور برای حدس زدن دمای داخلی بر اساس دمای بالای روغن و بار فعلی، بر الگوریتم‌ها تکیه کرد.. این روش غیر مستقیم نقطه کور خطرناکی ایجاد می کند. در هنگام افزایش ناگهانی بار یا اعوجاج هارمونیک شدید ناشی از منابع انرژی تجدیدپذیر, کویل های داخلی به شدت سریعتر از روغن اطراف گرم می شوند, دارایی را در برابر پیری حرارتی ناشناخته آسیب پذیر می کند.

2. مکان یابی نقطه داغ ترانسفورماتور با سنسور سیم پیچ

برای از بین بردن حدس و گمان, مهندسان باید داده‌ها را مستقیماً از آسیب‌پذیرترین نقطه داخل تجهیزات بگیرند: نقطه داغ پر پیچ و خم. این نیاز به تعبیه یک متخصص دارد سنسور سیم پیچ در طول فرآیند ساخت ترانسفورماتور به طور مستقیم در برابر هادی های مسی یا آلومینیومی.

[تصویری که گرادیان دما و محل نقطه داغ را در داخل سیم پیچ ترانسفورماتور نشان می دهد]

نقطه داغ بالاترین مختصات مطلق دما در لایه های کویل متحدالمرکز است. شناسایی این مکان دقیق نیازمند مدل سازی حرارتی سه بعدی پیچیده است (تحلیل المان محدود) توسط سازنده ترانسفورماتور. اگر سنسور سیم پیچ حتی چند اینچ دورتر از این مختصات محاسبه شده قرار می گیرد, داده های حاصل به طور خطرناکی نادرست خواهند بود, کل طرح حفاظت حرارتی را بی اثر می کند.

3. چرا سنسورهای دمای سیم پیچ فلزی تحت بار از کار می افتند؟

برای چندین دهه, رویکرد استاندارد شامل قرار دادن RTD های فلزی بود (مانند PT100s) نزدیک سیم پیچ های ترانسفورماتور. اما, هنگامی که به عنوان داخلی مستقر می شود سنسور دمای سیم پیچ در محیطی با ولتاژ بالا, فلز به طور ذاتی به عنوان یک آنتن عمل می کند.

تحت بارهای دینامیکی سنگین, ترانسفورماتورها شار مغناطیسی عظیم و هارمونیک های فرکانس بالا تولید می کنند. حسگرهای فلزی این نویز الکترومغناطیسی را به شدت جذب می کنند, ایجاد جریان های القایی که سیگنال دمایی میلی ولتی حساس را مخدوش می کند. این پدیده منجر به خوانش دمای بسیار نامنظم می شود, هشدارهای کاذب دما بالا, و در نهایت, خاموش شدن پرهزینه کل سیستم قدرت. علاوه بر این, وجود فلز میدان الکتریکی محلی را مخدوش می کند, به عنوان یک متمرکز کننده استرس عمل می کند که می تواند باعث تخلیه جزئی فاجعه آمیز شود (PD) داخل عایق.

4. کاوشگرهای دمای فیبر نوری نسبت به EMI/RFI مصون هستند

برای از بین بردن کامل خطرات دوگانه فساد سیگنال و تخلیه جزئی القایی, ابزار نظارتی باید در سطح مولکولی نارسانا باشد. این ضرورت عملیاتی همان چیزی است که مهندسی نوری پیشرفته را برای دارایی های شبکه مدرن اجباری می کند.

با استفاده از کاوشگرهای ساخته شده به طور کامل از شیشه کوارتز فوق خالص و پلیمرهای دی الکتریک پیشرفته, مهندسان می توانند با موفقیت مستقر شوند کاوشگرهای دمای فیبر نوری نسبت به EMI/RFI مصون هستند (تداخل الکترومغناطیسی و فرکانس رادیویی). زیرا این مواد مبتنی بر سیلیس فاقد الکترون آزاد هستند, آنها از نظر فیزیکی قادر به تعامل با میدان مغناطیسی ترانسفورماتور نیستند. آنها از نظر الکتریکی نامرئی باقی می مانند, اجازه می دهد آنها را در مستقیم قرار دهید, تماس فیزیکی با سیم پیچ های ولتاژ بالا بدون به خطر انداختن فاصله دی الکتریک تجهیزات.

5. فیزیک اندازه گیری دمای فیبر نوری

سنسورهای سنتی دما را از طریق تغییر در مقاومت الکتریکی اندازه‌گیری می‌کنند - روشی که به شدت مستعد رانش متالورژیکی و تخریب در طول زمان است.. اندازه گیری دمای فیبر نوری مقاومت الکتریکی را به طور کامل کنار می گذارد, در عوض بر مکانیک کوانتومی بسیار پایدار فوتولومینسانس تکیه دارد.

فناوری فروپاشی فلورسنت توضیح داده شده است

نوک فیبر نوری با یک ترکیب اختصاصی فسفر خاکی کمیاب پوشیده شده است.. یک کنترل کننده خارجی یک پالس مدرج نور LED را به سمت فیبر می فرستد تا این فسفر را تحریک کند., باعث می شود که درخشش فلورسنت ساطع شود. وقتی منبع نور خاموش است, این درخشش به طور طبیعی محو می شود.

نرخ میکروثانیه ای که در آن این درخشش کاهش می یابد، به طور کلی و به طور کلی به دمای فیزیکی محیطی که در آن لمس می شود بستگی دارد.. از آنجا که کنترل کننده نوری محاسبه می کند زمان از زوال به جای شدت از نور, اندازه گیری کاملا دقیق باقی می ماند. کاملاً تحت تأثیر تضعیف نوری قرار نمی گیرد, خم شدن مسیر کابل, یا چندین دهه غوطه ور شدن مداوم در روغن ترانسفورماتور داغ.

6. مانیتورینگ پست و مدیریت پیش بینی دارایی

گرفتن اطلاعات دقیق نقطه داغ تنها اولین قدم است. برای اپراتورهای شبکه مدرن, آلارم های ایزوله ناکافی هستند. ارزش واقعی حسگر نوری دی الکتریک در توانایی آن برای فعال کردن امکانات در سطح وسیع نهفته است. مدیریت دارایی پیش بینی.

با تجزیه و تحلیل مداوم دمای حداکثر مطلق در سیم پیچ ها, مدیران دارایی می توانند زمان واقعی از دست دادن عمر را محاسبه کنند (روده بر شدن از خنده) از عایق جامد ترانسفورماتور. به جای انجام تعمیر و نگهداری روی یک سفت و سخت, برنامه بر اساس تقویم (که اغلب غیر ضروری و گران است), مانیتورینگ پست سیستم ها از این داده های حرارتی برای پیش بینی افق های دقیق خرابی استفاده می کنند. این به شرکت‌های برق اجازه می‌دهد تا با اطمینان خاطر ترانسفورماتورها را فراتر از ظرفیت پلاک خود در طول رویدادهای اوج تقاضا - با دانستن اینکه دقیقاً چقدر عمر عایق مصرف می‌شود - فشار دهند و ماه‌ها قبل از وقوع یک خطای فاجعه‌بار، تعمیر و نگهداری را برنامه‌ریزی کنند..

7. ادغام مانیتورینگ دمای فیبر نوری در SCADA

برای انتقال از سنجش موضعی به هوش سطح شبکه, داده های نوری باید دیجیتالی شده و به اتاق کنترل مرکزی منتقل شوند. قوی مانیتورینگ دمای فیبر نوری معماری از یک هوشمند استفاده می کند, تهویه کننده سیگنال چند کاناله که به عنوان یک دروازه دیجیتال عمل می کند.

پل ارتباطی داده ها

کنترل‌کننده نوری به سرعت سیگنال‌های فروپاشی فلورسنت را از چندین پروب تعبیه‌شده به طور همزمان دمووله می‌کند.. سپس این داده های صرفا نوری را به پروتکل های صنعتی استاندارد ترجمه می کند (مانند Modbus RTU روی RS485 یا IEC 61850). این ادغام بومی اجازه می دهد تا دمای مطلق نقطه داغ داخلی فوراً در کنترل نظارتی و اکتساب داده تاسیسات نمایش داده شود. (اسکادا) صفحه نمایش.

اگر شبکه SCADA دچار نقص ارتباط شود, کنترل کننده های درجه صنعتی منطق مستقل را برای اجرای رله های تماس خشک در سطح سخت افزار حفظ می کنند.. این تضمین می کند که فن های خنک کننده ضروری فعال می شوند و قطع کننده های ولتاژ بالا به طور مستقل خاموش می شوند, حفظ یک لایه ناگسستنی حفاظت حرارتی برای زیرساخت پست.

8. تعیین سنسور دمای نوری برای تهیه

هنگام تهیه پیش نویس اسناد مناقصه برای یک جدید سیستم نظارت بر ترانسفورماتور, مشخصات مبهم زیرساخت های حیاتی را در برابر ابزار دقیق غیر استاندارد آسیب پذیر می کند. برای تضمین ایمنی دی الکتریک واقعی و عملکرد دریفت صفر, تیم های تدارکاتی باید تلورانس های مواد و عملیاتی خاصی را تعیین کنند.

9. مشاوره مهندسی و ادغام سفارشی

استقرار نظارت مستقیم بر شرایط داخلی یک خرید خارج از فروشگاه نیست; این یک رشته مهندسی بسیار تخصصی است. تلاش برای نصب DIY بدون مدل سازی ترمودینامیکی مناسب می تواند منجر به قرارگیری نامناسب سنسور شود, لغو ضمانت ترانسفورماتور و از دست دادن نقطه داغ واقعی به طور کامل.

استاندارد مهندسی FJINNO

در فجینا, ما در طراحی معماری و استقرار سیستم های نظارت نوری درجه صنعتی تخصص داریم. ما به طور مستقیم با OEM های ترانسفورماتور شریک هستیم, مهندسان پست, و یکپارچه سازهای سیستم برای اطمینان از اینکه کاوشگرهای ایمنی EMI ما به طور بی عیب و نقص در راس حرارتی دقیق سیم پیچ جاسازی شده اند..

از دارایی های شبکه خود با یکپارچگی داده ها محافظت کنید.
با تیم مهندسی FJINNO تماس بگیرید برای بحث در مورد ادغام سفارشی برای پروژه ولتاژ بالا بعدی خود.