Quali sono i sistemi di monitoraggio intelligenti per le sottostazioni? Come utilizzare il monitoraggio in fibra ottica fluorescente per la temperatura del trasformatore-INNO

1、 Componenti del sistema di monitoraggio intelligente per sottostazioni
Il sistema di monitoraggio intelligente per le sottostazioni è un importante mezzo tecnico per garantire il funzionamento sicuro e stabile delle sottostazioni, che copre più contenuti e componenti di monitoraggio.

(1) Monitoraggio dello stato di funzionamento dell'apparecchiatura
Monitoraggio dei parametri delle apparecchiature elettriche
Monitoraggio in tempo reale dei parametri di funzionamento delle varie apparecchiature elettriche della sottostazione, come la tensione, attuale, energia, ecc. di trasformatori. Installando sensori sul dispositivo per ottenere questi parametri, il sistema può avvisare tempestivamente se i parametri superano il range normale. Per esempio, il sovraccarico di corrente può causare il surriscaldamento o addirittura il danneggiamento dell'apparecchiatura. Monitorando accuratamente la corrente, i potenziali problemi possono essere rilevati in anticipo. Ciò aiuta gli operatori energetici a regolare tempestivamente lo stato operativo delle apparecchiature, evitare guasti, e migliorare l’affidabilità dell’alimentazione elettrica nelle sottostazioni.
Per dispositivi come interruttori automatici e sezionatori, è inoltre possibile monitorarne lo stato di apertura e chiusura. L'analisi intelligente dello stato dei segnali di apertura e chiusura garantisce il corretto funzionamento del dispositivo e previene i rischi per la sicurezza causati da un utilizzo errato. Ciò è particolarmente importante nelle operazioni quotidiane di commutazione delle sottostazioni, che può garantire efficacemente il funzionamento stabile del sistema elettrico e la sicurezza degli operatori.
Monitoraggio della temperatura delle apparecchiature
Le apparecchiature nella sottostazione generano calore durante il funzionamento, apparecchiature particolarmente grandi come i trasformatori. Una temperatura eccessiva può compromettere le prestazioni e la durata dell'apparecchiatura, e causare anche malfunzionamenti. Perciò, il monitoraggio della temperatura del dispositivo è una componente importante dei sistemi di monitoraggio intelligenti. Oltre al monitoraggio della temperatura del trasformatore (che verrà descritto dettagliatamente in seguito), comprende anche il monitoraggio della temperatura delle apparecchiature e delle sbarre all'interno del quadro. Per esempio, il monitoraggio in tempo reale della temperatura superficiale o interna delle apparecchiature può essere ottenuto tramite la tecnologia di imaging termico a infrarossi o sensori di temperatura a fibra ottica per rilevare tempestivamente anomalie di temperatura come il surriscaldamento locale.
Monitoraggio delle prestazioni di isolamento delle apparecchiature
Le prestazioni di isolamento delle apparecchiature elettriche sono direttamente correlate al funzionamento sicuro dell'apparecchiatura. Il sistema di monitoraggio intelligente può valutare lo stato di isolamento delle apparecchiature monitorando parametri quali resistenza di isolamento e scarica parziale. Per esempio, la scarica parziale è un indicatore importante del degrado dell'isolamento, e installando sensori di scarica parziale, è possibile catturare segnali di scarica parziale all'interno dell'apparecchiatura. In base alle caratteristiche della potenza del segnale, frequenza, ecc., determinare lo stato di salute dell'isolamento. Se le prestazioni di isolamento diminuiscono, ciò potrebbe causare guasti gravi quali cortocircuito e messa a terra dell'apparecchiatura. Monitorare in anticipo il problema dell’isolamento e adottare misure, come la sostituzione di componenti isolanti, può prolungare efficacemente la durata dell'apparecchiatura e ridurre i costi di manutenzione.
（2） Monitoraggio ambientale
Monitoraggio della temperatura e dell'umidità
La temperatura e l'umidità all'interno della sottostazione hanno un certo impatto sul funzionamento dell'apparecchiatura. Un'umidità eccessiva può far sì che l'apparecchiatura si inumidisca, con conseguente diminuzione delle prestazioni di isolamento, corrosione, e altre questioni; Anche una temperatura eccessiva o insufficiente può influire sulle prestazioni e sulla durata dell'apparecchiatura. Installando sensori di temperatura e umidità nella sottostazione, è possibile ottenere dati in tempo reale sulla temperatura e sull'umidità dell'ambiente. Per esempio, in alcune zone umide del sud, il monitoraggio dell'umidità è particolarmente importante. Una volta che l'umidità supera la soglia impostata, il sistema può attivare apparecchiature di deumidificazione come deumidificatori per mantenere l'ambiente asciutto e proteggere l'apparecchiatura dai pericoli dell'umidità.
Monitoraggio dell'immersione in acqua
Le inondazioni possono essere causate da fattori quali precipitazioni o perdite nelle tubature dell’acqua. Se c'è un allagamento nella sottostazione, potrebbe causare gravi danni alle apparecchiature elettriche. I sensori di monitoraggio dell'immersione in acqua vengono solitamente installati nelle aree basse delle sottostazioni, trincee per cavi, e altri luoghi soggetti all'accumulo di acqua. Una volta rilevata l'immersione in acqua, il sistema emetterà immediatamente un allarme in modo che il personale possa adottare tempestive misure di drenaggio per evitare che le apparecchiature vengano danneggiate dall'immersione in acqua.
Monitoraggio rilevazione fumi
Il monitoraggio del rilevamento del fumo serve a prevenire il verificarsi di incendi. Nella sottostazione sono presenti numerose apparecchiature elettriche, e se si verificano guasti come cortocircuiti e sovraccarichi, potrebbero provocare incendi. I rilevatori di fumo possono rilevare il fumo in modo tempestivo. Una volta rilevato il fumo, il sistema attiverà un segnale di allarme e potrà anche essere collegato al sistema antincendio, come l'attivazione degli estintori, irrigatori d'acqua antincendio, ecc. (se equipaggiato), minimizzare i danni degli incendi alle sottostazioni.
（3） Videosorveglianza e analisi intelligente
Funzione di videosorveglianza
Nella sottostazione sono installate più telecamere, che può fornire un monitoraggio video completo di varie aree della sottostazione. Queste fotocamere hanno molteplici funzioni, come la capacità di catturare immagini nitide sia di giorno che di notte, e alcune fotocamere dispongono anche della funzione di luce di riempimento a infrarossi, che può funzionare normalmente anche di notte o in ambienti con scarsa illuminazione. La videosorveglianza può visualizzare in tempo reale lo stato dell'aspetto delle apparecchiature e delle attività del personale nella sottostazione. Per esempio, il personale può avvalersi della videosorveglianza per verificare eventuali anomalie estetiche dei trasformatori, come perdite d'olio, fumo, o personale non autorizzato che entra in aree pericolose delle sottostazioni.
Funzione di analisi intelligente
Oltre alle funzioni base di videosorveglianza, il sistema di monitoraggio intelligente ha anche capacità di analisi intelligenti. Per esempio, il riconoscimento facciale del personale nel video consente l'accesso solo al personale autorizzato in aree specifiche della sottostazione, che aiuta a migliorare la sicurezza della sottostazione. Allo stesso tempo, è inoltre possibile effettuare un'analisi intelligente dello stato operativo dell'apparecchiatura, come analizzare i cambiamenti di colore dell'aspetto dell'apparecchiatura (che potrebbe indicare una temperatura anomala), lo spostamento dei componenti dell'apparecchiatura (che potrebbe indicare un allentamento o un malfunzionamento), ecc., per aiutare a determinare lo stato operativo dell'apparecchiatura. Questa funzione di analisi intelligente può ridurre il carico di lavoro dell'ispezione manuale e migliorare l'efficienza e la precisione del monitoraggio.
（4） Reti di comunicazione ed elaborazione dati
Rete di comunicazione
I vari dispositivi di monitoraggio nel sistema di monitoraggio intelligente della sottostazione devono trasmettere i dati raccolti al centro di monitoraggio attraverso una rete di comunicazione. La rete di comunicazione può adottare una combinazione di comunicazione cablata (come la comunicazione in fibra ottica) e comunicazione senza fili (come ZigBee, Wifi, 4G/5G, ecc.). La comunicazione in fibra ottica presenta i vantaggi di un'elevata velocità di trasmissione e di una forte capacità anti-interferenza, rendendolo adatto alla trasmissione di grandi quantità di dati di monitoraggio in tempo reale, come i parametri operativi dell'apparecchiatura, immagini video, ecc; Comunicazione senza fili, d'altra parte, ha le caratteristiche di elevata flessibilità e facile implementazione, ed è adatto per collegare in rete alcuni nodi sensore, come sensori di temperatura e umidità, sensori di immersione in acqua, ecc. Attraverso una rete di comunicazione affidabile, garantire che i dati di monitoraggio possano essere trasmessi in modo accurato e tempestivo al centro di monitoraggio per la successiva analisi ed elaborazione.
elaborazione dei dati
Al centro di monitoraggio, è necessario elaborare una grande quantità di dati di monitoraggio ricevuti. Il trattamento dei dati comprende operazioni come la conservazione, analisi, e l'estrazione dei dati. L'archiviazione dei dati può utilizzare un sistema di database per archiviare diversi tipi di dati di monitoraggio secondo determinate regole per query e analisi successive. L'analisi dei dati può utilizzare vari algoritmi, come il filtraggio dei dati, analisi delle tendenze, ecc., per estrarre informazioni utili da enormi quantità di dati. Per esempio, analizzando la tendenza a lungo termine dei dati di temperatura del trasformatore, è possibile prevedere lo stato di salute del trasformatore, e i lavori di manutenzione e riparazione possono essere organizzati in anticipo. Le tecniche di data mining possono anche scoprire la correlazione tra diversi dati di monitoraggio, come il rapporto tra la temperatura e la potenza operativa dell'apparecchiatura, fornire una base per ottimizzare il funzionamento delle sottostazioni.

2、 Principio del monitoraggio della fibra ottica a fluorescenza della temperatura del trasformatore
Il monitoraggio della fibra a fluorescenza della temperatura del trasformatore è una tecnologia avanzata di monitoraggio della temperatura basata sulle caratteristiche della fluorescenza.
（1） Le caratteristiche delle sostanze fluorescenti e la relazione tra il bagliore residuo della fluorescenza e la temperatura

Le fibre ottiche fluorescenti contengono sostanze fluorescenti specifiche che emettono segnali fluorescenti quando esposte alla luce di eccitazione. La sua caratteristica importante è la relazione specifica tra il bagliore residuo della fluorescenza (i.e. il tempo di decadimento della fluorescenza) e temperatura. A temperature più basse, il bagliore residuo della fluorescenza è più lungo; Man mano che la temperatura aumenta, il movimento molecolare delle sostanze fluorescenti si intensifica, il trasferimento e la conversione dell’energia accelerano, con conseguente riduzione del bagliore residuo della fluorescenza. Per esempio, alcuni materiali fluorescenti drogati con terre rare subiscono una graduale diminuzione del bagliore residuo della fluorescenza da pochi millisecondi a diverse centinaia di microsecondi man mano che la temperatura aumenta da 20 °C a 100 °C. La relazione quantificabile tra il bagliore residuo della fluorescenza e la temperatura è la base per il monitoraggio della temperatura della fibra ottica a fluorescenza.

（2） Il ruolo della fibra ottica nel monitoraggio della temperatura
Trasmissione del segnale ottico
I cavi in fibra ottica svolgono un ruolo importante nella trasmissione dei segnali ottici in questo sistema di monitoraggio. Le fibre ottiche hanno eccellenti prestazioni ottiche, che può trasmettere in modo efficiente la luce di eccitazione alla posizione delle sostanze fluorescenti, e trasmettono anche il segnale di fluorescenza emesso dalle sostanze fluorescenti alle apparecchiature di rilevamento. La perdita di trasmissione della fibra ottica è bassa, e anche su lunghe distanze (come all'interno di grandi trasformatori, dove la fibra ottica potrebbe dover trasmettere segnali dall'avvolgimento ad apparecchiature di rilevamento esterne), può garantire un'efficace trasmissione del segnale. Per esempio, in alcune grandi sottostazioni, le fibre ottiche possono estendersi dalle profondità degli avvolgimenti all'host di monitoraggio all'esterno del trasformatore, con una distanza di trasmissione fino a decine di metri, e l'attenuazione del segnale è relativamente piccola.

Isolamento elettrico e anti-interferenza
All'interno del trasformatore è presente un forte campo elettromagnetico, e le fibre ottiche sono realizzate con materiali isolanti come vetro o plastica, che hanno eccellenti prestazioni di isolamento elettrico. Ciò consente alle fibre ottiche di funzionare normalmente in ambienti elettromagnetici difficili all'interno dei trasformatori senza essere influenzate dalle interferenze elettromagnetiche. Rispetto ai tradizionali metodi di trasmissione del segnale elettrico, come l'utilizzo di termocoppie o termoresistenze, le fibre ottiche non sono influenzate dalle interferenze di rumore causate dall'induzione elettromagnetica, fornendo così misurazioni della temperatura più accurate. Per esempio, in prossimità degli avvolgimenti del trasformatore, l'intensità del campo elettromagnetico può raggiungere migliaia di Gauss, e i tradizionali sensori elettrici possono produrre errori di misurazione significativi, mentre fluorescente i sensori in fibra ottica possono misurare con precisione la temperatura.

（3） Principio di monitoraggio generale
Conversione di segnali di temperatura e fluorescenza

Nel sistema di monitoraggio della temperatura della fibra fluorescente del trasformatore, i sensori a fibra fluorescente sono disposti nelle parti chiave del trasformatore, come gli avvolgimenti. Quando una sorgente luminosa esterna eccita la sostanza fluorescente nella fibra fluorescente, la sostanza fluorescente emette un segnale fluorescente, e il sistema di rilevamento misura il tempo di incandescenza del segnale fluorescente. Basato sulla curva di relazione precalibrata tra il tempo di postluminescenza della fluorescenza e la temperatura (che è stato ottenuto attraverso estesi esperimenti e lavori di calibrazione, come la misurazione accurata del tempo di incandescenza delle sostanze fluorescenti a diverse temperature e la creazione di modelli matematici), convertire il tempo di afterglow misurato della fluorescenza in valori di temperatura corrispondenti. Ciò consente la conversione dal segnale di fluorescenza alla temperatura, consentendo il monitoraggio in tempo reale delle variazioni di temperatura nei trasformatori.

Composizione del sistema e lavoro collaborativo

L'intero sistema di monitoraggio è costituito principalmente da una sorgente luminosa, sensori a fibra ottica fluorescente, sistema di rilevamento, e sistema di elaborazione dati. La sorgente luminosa fornisce luce di eccitazione, e il sensore a fibra di fluorescenza rileva la temperatura e genera segnali di fluorescenza corrispondenti. Il sistema di rilevamento misura i parametri rilevanti del segnale di fluorescenza (come il tempo di incandescenza), e i processi del sistema di elaborazione dati, analisi, e memorizza i dati rilevati. Per esempio, il sistema di elaborazione dati può visualizzare in tempo reale i dati di temperatura raccolti, determinare la soglia di allarme (se la temperatura supera la soglia di sicurezza impostata, il sistema emetterà un allarme), ed eseguire analisi delle tendenze a lungo termine sui dati di temperatura per valutare lo stato di salute del trasformatore.
3、 Passaggi per il monitoraggio della temperatura del trasformatore di monitoraggio in fibra ottica fluorescente
（1） Disposizione del sensore
Determinare la posizione di monitoraggio
Prima di effettuare il monitoraggio con fibra ottica a fluorescenza della temperatura del trasformatore, il primo passo è determinare il posizionamento dei sensori. La distribuzione della temperatura delle diverse parti all'interno del trasformatore non è uniforme, Per esempio, la temperatura del punto caldo dell'avvolgimento è spesso la preoccupazione più importante. L'hotspot si riferisce all'area in cui il calore si accumula in determinate posizioni locali dell'avvolgimento durante il funzionamento di un trasformatore a causa del calore generato dalla corrente che passa attraverso l'avvolgimento, con conseguente temperatura relativamente elevata. In base alla struttura e alle caratteristiche termiche dei trasformatori, i sensori a fibra ottica fluorescenti sono solitamente disposti nelle parti chiave dell'avvolgimento, come lo strato superiore o inferiore vicino all'avvolgimento, così come la parte centrale dell'avvolgimento. Inoltre, Potrebbe essere necessario installare sensori in posizioni come il nucleo di ferro e i passaggi dell'olio per monitorare in modo completo la temperatura all'interno del trasformatore. Ciò richiede una profonda comprensione dei meccanismi di trasferimento del calore come la conduzione, convezione, e radiazioni nei trasformatori per garantire che i sensori possano monitorare accuratamente le variazioni di temperatura all'interno del trasformatore.

Per esempio, per trasformatori immersi in olio, il flusso dell'olio ha un certo impatto sulla distribuzione della temperatura. Nelle aree con portate di petrolio più lente, il calore potrebbe accumularsi più facilmente, quindi posizionando i sensori in queste aree è possibile monitorare meglio potenziali anomalie di temperatura. Allo stesso tempo, è necessario considerare anche il metodo di installazione del sensore per garantire che il sensore sia a stretto contatto con i componenti interni del trasformatore, in modo da rilevare con precisione i cambiamenti di temperatura. Per avvolgimenti, i sensori possono essere installati mediante avvolgimento o incorporamento, mentre per la superficie del nucleo di ferro, i sensori possono essere installati incollando o fissando dispositivi.

Installazione del sensore

Dopo aver determinato il posizionamento del sensore, procedere con l'installazione del sensore. Per sensori a fibra ottica fluorescente, il processo di installazione deve seguire rigorose procedure operative. Innanzitutto, è necessario assicurarsi che la parte in fibra ottica del sensore non sia danneggiata, poiché l'integrità della fibra ottica è fondamentale per la trasmissione dei segnali ottici. Durante il processo di installazione, potrebbero essere necessari strumenti e attrezzature speciali, come le giuntatrici a fusione di fibre (se i segmenti di fibra devono essere collegati). Per sensori incorporati negli avvolgimenti, è importante evitare di compromettere le prestazioni di isolamento degli avvolgimenti. Per esempio, la carta isolante o lo strato di vernice isolante dell'avvolgimento non possono essere danneggiati durante l'installazione. Allo stesso tempo, il sensore deve essere fissato dopo l'installazione per evitare spostamenti o danni al sensore dovuti a vibrazioni o altri motivi durante il funzionamento del trasformatore. Per il caso di collegamento di fibre ottiche interne ed esterne tramite flange, è necessario garantire una buona tenuta delle flange per evitare perdite di olio nel collegamento in fibra ottica e compromettere la trasmissione dei segnali ottici.

（2） Eccitazione e acquisizione del segnale

Selezione e impostazione della sorgente luminosa di eccitazione

La scelta della sorgente luminosa di eccitazione appropriata è un passo importante nel monitoraggio della fibra di fluorescenza. La lunghezza d'onda della sorgente luminosa di eccitazione deve corrispondere alla lunghezza d'onda di eccitazione della sostanza fluorescente nella fibra fluorescente. In generale, le sorgenti luminose di eccitazione comunemente usate includono diodi laser, ecc. Per esempio, per alcune fibre fluorescenti drogate con terre rare, la lunghezza d'onda di eccitazione può essere compresa tra 400 e 500 nm, e come sorgente luminosa di eccitazione è necessario selezionare un diodo laser della lunghezza d'onda corrispondente. Quando si imposta la sorgente luminosa di eccitazione, dovrebbero essere considerati fattori come la potenza e la stabilità della sorgente luminosa. La potenza della sorgente luminosa non dovrebbe essere troppo elevata per evitare di causare danni alla sostanza fluorescente, influenzandone la durata e le caratteristiche di fluorescenza; Nel frattempo, la stabilità della sorgente luminosa dovrebbe essere buona per garantire la riproducibilità del segnale di fluorescenza generato da ciascuna eccitazione. Per esempio, se la fluttuazione di potenza della sorgente luminosa è ampia, ciò potrebbe rendere instabile il tempo di postluminescenza misurato della fluorescenza, influenzando così la precisione della misurazione della temperatura.

Raccolta di segnali di fluorescenza

Quando la sorgente luminosa di eccitazione viene irradiata sul sensore a fibra fluorescente, la sostanza fluorescente emette segnali fluorescenti, che devono essere raccolti da un sistema di rilevamento. Il sistema di rilevamento solitamente include componenti come fotorilevatori. I fotorilevatori possono convertire i segnali luminosi fluorescenti ricevuti in segnali elettrici per la successiva elaborazione. Quando si raccolgono segnali di fluorescenza, occorre prestare attenzione a fattori quali l'angolo e la distanza di raccolta. Perché l'intensità dei segnali di fluorescenza varia a diversi angoli e distanze, al fine di garantire una raccolta accurata dei segnali di fluorescenza, è necessario determinare l'angolo e la distanza di raccolta ottimali in base alle caratteristiche del sensore e del sistema di rilevazione. Per esempio, per alcuni sensori a fibra ottica, raccogliere segnali di fluorescenza a 45 l'angolo in gradi rispetto al fotorilevatore può ottenere risultati migliori. Allo stesso tempo, al fine di ridurre l'interferenza della luce diffusa esterna, il sistema di rilevamento può essere dotato di dispositivi quali schermi luminosi.

（3） Calcolo della temperatura ed elaborazione dei dati

Calcolare la temperatura in base al bagliore residuo della fluorescenza

Dopo aver raccolto il segnale di fluorescenza, il sistema di rilevamento misurerà il tempo di postluminescenza del segnale di fluorescenza. Calcolare il valore di temperatura corrispondente in base al modello di relazione prestabilito tra tempo di postluminescenza della fluorescenza e temperatura. Questo modello di relazione è stato ottenuto attraverso un'ampia sperimentazione e calibrazione. Per esempio, nel laboratorio, i sensori a fibra ottica fluorescenti vengono posizionati in ambienti a temperatura costante a diverse temperature per misurare il tempo di post-luminescenza della fluorescenza. Poi, le espressioni matematiche per il tempo e la temperatura del bagliore residuo della fluorescenza vengono ottenute mediante l'adattamento dei dati e altri metodi, come funzioni quadratiche o esponenziali. Nelle applicazioni pratiche, sostituendo il tempo di afterglow misurato della fluorescenza in questa espressione matematica, è possibile calcolare il valore della temperatura all'interno del trasformatore.

Elaborazione e analisi dei dati

I dati di temperatura calcolati richiedono ulteriore elaborazione e analisi. L'elaborazione dei dati include operazioni come il filtraggio e il livellamento dei dati per rimuovere rumore ed errori durante il processo di misurazione. Per esempio, algoritmi di filtraggio digitale come il filtraggio medio, filtraggio mediano, ecc. può essere utilizzato per elaborare i dati di temperatura, rendendo i dati più fluidi e accurati. In termini di analisi, i dati sulla temperatura possono essere visualizzati in tempo reale in modo che il personale possa comprendere in modo intuitivo le condizioni di temperatura del trasformatore. Allo stesso tempo, è possibile impostare una soglia di allarme, e il sistema emetterà un allarme quando la temperatura supera la soglia di sicurezza impostata. Inoltre, attraverso l’analisi delle tendenze a lungo termine dei dati di temperatura, è possibile valutare lo stato di salute dei trasformatori. Per esempio, se si riscontra un aumento graduale della temperatura, potrebbe indicare potenziali guasti nel trasformatore, come l'invecchiamento dell'isolamento degli avvolgimenti, che necessitano di ulteriore ispezione e manutenzione.

4、 Esempio di Monitoraggio della fibra ottica a fluorescenza per la temperatura del trasformatore

1. Installazione e configurazione del sistema di trasformatori immersi in olio
Nel progetto di monitoraggio della temperatura dei trasformatori immersi in olio in una grande sottostazione, l'installazione di a sistema di monitoraggio a fibra ottica fluorescente è stato effettuato per la prima volta. Secondo le caratteristiche strutturali del trasformatore, i sensori a fibra ottica fluorescenti sono disposti in più posizioni chiave dell'avvolgimento, compresa la parte superiore, mezzo, e il fondo dell'avvolgimento, così come vicino al nucleo di ferro. Il sensore è installato sull'avvolgimento tramite uno speciale dispositivo di fissaggio per garantire uno stretto contatto con l'avvolgimento senza compromettere le prestazioni di isolamento dell'avvolgimento. La fibra ottica interna è collegata alla fibra ottica esterna tramite una flangia, e la fibra ottica esterna trasmette il segnale ottico all'host di misurazione della temperatura situato vicino al trasformatore. L'host di misurazione della temperatura è dotato di una sorgente luminosa ad eccitazione stabile, rilevatore fotoelettrico ad alta precisione, e potente sistema di elaborazione dati. La sorgente luminosa di eccitazione ha selezionato un diodo laser con una lunghezza d'onda di 450 nm, e la sua potenza è stata regolata con precisione per soddisfare le esigenze di eccitazione della sostanza fluorescente senza danneggiarla.

In termini di sistema di elaborazione dei dati, è stata fissata una frequenza adeguata di raccolta dei dati, come la raccolta dei dati sulla temperatura ogni 5 minuti. Allo stesso tempo, le soglie di allarme sono state impostate in base ai parametri di funzionamento e ai dati storici del trasformatore. Per questo trasformatore immerso in olio, quando la temperatura dell'avvolgimento supera 120 °C, il sistema emetterà un segnale di allarme di alta temperatura. Al fine di garantire l'affidabilità del sistema, dopo l'installazione è stato condotto un test completo sull'intero sistema, compresi i test sulle prestazioni di trasmissione ottica delle fibre ottiche, test di risposta alla temperatura dei sensori, ecc.

Monitoraggio del funzionamento e avviso di guasto
Durante il funzionamento quotidiano del trasformatore, il sistema di monitoraggio in fibra ottica fluorescente continua a funzionare. Raccogliendo e analizzando i dati di temperatura in tempo reale, il personale può comprendere in qualsiasi momento la distribuzione della temperatura all'interno del trasformatore. Per esempio, durante il periodo ad alta temperatura in estate, a causa del grande carico sul trasformatore, la temperatura dell'avvolgimento aumenta leggermente. Il sistema di monitoraggio ha catturato accuratamente le variazioni di temperatura e ha emesso tempestivamente informazioni di avviso quando la temperatura si avvicinava alla soglia di allarme. Ciò consente al personale di adottare misure in anticipo, come la regolazione del carico del trasformatore, rafforzare la ventilazione e la dissipazione del calore, ecc., per evitare guasti che potrebbero essere causati da un ulteriore aumento della temperatura. Durante una singola operazione, il sistema di monitoraggio ha rilevato un aumento anomalo della temperatura in un determinato punto dell'avvolgimento. Dopo un'ulteriore ispezione, si è riscontrato che l'ostruzione nel passaggio dell'olio in quella posizione causava una scarsa dissipazione del calore. Pulendo tempestivamente il passaggio dell'olio, il problema della temperatura anomala è stato risolto, evitando potenziali guasti al trasformatore e garantendo il normale funzionamento della sottostazione.

2. Esempio di monitoraggio della temperatura per trasformatori a secco

Disposizione del sensore e caratteristiche di installazione

Per il trasformatore a secco nel locale di distribuzione di un determinato stabilimento, la disposizione di i sensori sono diversi quando si utilizza la fibra ottica fluorescente per il monitoraggio temperatura. A causa del fatto che il metodo di dissipazione del calore dei trasformatori a secco è principalmente la convezione dell'aria, la distribuzione del calore è relativamente uniforme, ma la fine dell'avvolgimento è ancora una zona dove la temperatura tende ad aumentare. Perciò, in termini di disposizione dei sensori, i sensori a fibra ottica fluorescenti sono disposti principalmente alle estremità e alle parti centrali dell'avvolgimento. Durante l'installazione dei sensori, considerando la struttura compatta dei trasformatori a secco, sono stati utilizzati sensori miniaturizzati fissati sulla superficie dell'avvolgimento tramite appositi fissaggi. Questo metodo di installazione non solo garantisce un buon contatto tra il sensore e l'avvolgimento, ma facilita anche l'installazione e la manutenzione.