Apakah kaedah pemantauan gentian optik terbaik untuk suhu dalam pengubah kuasa elektrik

Principle of Fluorescent Fiber Optic Technology for Monitoring Hot Spot Temperature of Dry type Transformers

The basic principle of using fluorescent fiber optic sensor technology for hot spot temperature monitoring of dry-type transformers is to utilize the temperature characteristics of fluorescent substances. Secara khusus, the fluorescence medium is excited by blue violet light to produce fluorescence, and the lifetime of the fluorescence decreases with increasing temperature. Oleh itu, temperature measurement can be achieved by detecting the lifetime of the fluorescence.

When fluorescent materials are irradiated with excitation light, they emit fluorescence, yang biasanya mereput secara eksponen. The decay time constant is the fluorescence lifetime or fluorescence afterglow time (ns). Pereputan cahaya pendarfluor berubah-ubah pada suhu persekitaran yang berbeza. Pengesan boleh mengukur suhu ambien probe dengan tepat dan menyediakan pemantauan dan penggera dengan mengukur panjang hayat pendarfluor afterglow..

Kaedah pengukuran suhu ini mempunyai beberapa kelebihan unik, seperti kaedah pengukuran suhu pasif, dan disebabkan saiz terlindung sepenuhnya dan kecil sensor suhu gentian optik, ia boleh secara langsung mengukur suhu tertinggi titik panas dalaman yang cenderung berlaku dalam peralatan elektrik voltan tinggi. Sementara itu, ciri-ciri bahan pendarfluor membolehkan teknologi ini mempunyai ketepatan dan kestabilan yang tinggi dalam mengukur suhu.

1. Kaedah menggunakan gentian optik pendarfluor untuk memantau suhu titik panas transformer jenis kering

1.1 Pemasangan sensor

Choose the appropriate installation location
Untuk transformer jenis kering, fiber optic sensors can be installed in internal heat sinks, belitan, and other areas that are prone to hot spots. The winding generates heat during the operation of the transformer. If the heat dissipation is poor or the load is too high, hot spots will appear on the winding. The heat sink is a component specifically designed for heat dissipation, and monitoring its temperature can also help understand the heat dissipation condition of the transformer.
Semasa pemasangan, it is necessary to ensure that the sensor can accurately reflect the hot spot temperature. Contohnya, when installing on the winding, the structure and current distribution of the winding should be considered, and the sensor should be installed at the location where the highest temperature may occur.

1.2 Kaedah pemasangan dan langkah berjaga-jaga

Pemasangan penderia harus memastikan sentuhan yang baik dengan kawasan yang diukur untuk memastikan penderiaan suhu yang tepat. Untuk belitan transformer jenis kering, mungkin perlu menetapkan kedudukan pemasangan semasa pembuatan atau penyelenggaraan untuk mengelakkan kerosakan pada belitan semasa proses pemasangan.
Apabila memasang gentian optik, adalah penting untuk ambil perhatian bahawa jejari lentur gentian tidak boleh terlalu kecil, kerana kehilangan optik yang disebabkan oleh lenturan gentian boleh menjejaskan pengiraan pemalar masa pengecilan, sekali gus menjejaskan ketepatan pengukuran suhu. Pada masa yang sama, adalah perlu untuk mengelakkan regangan atau pemampatan berlebihan gentian optik untuk mengelakkan kerosakan.

2. Pengumpulan dan pemprosesan data

2.1 Pemerolehan isyarat

Gunakan peralatan khusus untuk mengumpul isyarat yang dikeluarkan oleh penderia gentian optik pendarfluor. Semasa proses ini, cahaya pengujaan akan diarahkan ke bahan pendarfluor, dan kemudian isyarat pendarfluor afterglow akan dikesan. Peralatan pengumpulan perlu mempunyai sensitiviti dan ketepatan yang tinggi untuk menangkap perubahan isyarat pendarfluor yang lemah.
Disebabkan kemungkinan memasang penderia gentian optik pendarfluor di lokasi yang berbeza di dalam transformer, pendawaian dan saluran penghantaran isyarat yang sepadan diperlukan untuk menghantar isyarat daripada setiap sensor ke peralatan pemerolehan.

2.2 Pemprosesan Data

Isyarat pendarfluor yang terkumpul perlu diproses untuk mendapatkan nilai suhu. Mengikut keluk hubungan antara hayat pendarfluor dan suhu (yang biasanya diperoleh melalui penentukuran pra), menukar masa pereputan pendarfluor yang diukur kepada nilai suhu.
Dalam proses pemprosesan data, faktor ralat yang mungkin seperti kehilangan sisipan pada sambungan gentian optik dan kehilangan optik kabel optik luaran harus dipertimbangkan untuk meningkatkan ketepatan pengukuran suhu dengan mengimbanginya melalui algoritma.

3. Komposisi dan operasi sistem pemantauan

3.1 Komposisi sistem

Pendarfluor pengubah jenis kering pemantauan suhu tempat panas gentian optik sistem terutamanya terdiri daripada sensor suhu gentian optik pendarfluor, peranti pemerolehan isyarat, unit pemprosesan data, peranti paparan dan penggera, dan bahagian lain.
Sebagai komponen bahagian hadapan untuk pengukuran suhu, yang penderia suhu gentian optik pendarfluor bertanggungjawab untuk mengesan suhu dan menukar maklumat suhu kepada perubahan isyarat pendarfluor. The signal acquisition device collects the fluorescence signal emitted by the sensor, and the data processing unit analyzes and processes the collected signal, converting it into a temperature value. The display device is used to display real-time temperature data of each monitoring point, while the alarm device issues an alarm when the temperature exceeds the set threshold.

3.2 System Operation

During the operation of the system, it is necessary to regularly inspect and maintain the sensors and the entire monitoring system. Ensure that the sensors are functioning properly, signal transmission is smooth, and data processing is accurate. Pada masa yang sama, adjust the parameters of the monitoring system, such as alarm thresholds, based on the operating status and environmental conditions of the transformer.

2. Application case of gentian optik pendarfluor dalam pemantauan suhu titik panas pengubah jenis kering

2.1. Meningkatkan keselamatan operasi transformer jenis kering

Pemantauan masa nyata suhu titik panas
Di dalam bilik pengedaran sebuah perusahaan perindustrian yang besar, transformer jenis kering memainkan peranan penting dalam bekalan kuasa. Oleh kerana persekitaran kompleks bilik pengedaran dan kehadiran gangguan elektromagnet tertentu, kaedah pemantauan suhu tradisional sukar untuk memenuhi keperluan pemantauan yang tepat. Selepas mengamalkan a sistem pengukuran suhu gentian optik pendarfluor, sensor gentian optik pendarfluor dipasang di bahagian utama seperti penggulungan dan sink haba pengubah jenis kering. Dengan memantau suhu titik panas bahagian ini dalam masa nyata, kakitangan operasi dan penyelenggaraan boleh memahami status operasi pengubah tepat pada masanya. Apabila suhu bahagian tertentu meningkat secara tidak normal, sistem boleh mengeluarkan penggera dengan cepat untuk mengelakkan kegagalan pengubah yang disebabkan oleh terlalu panas, memastikan keselamatan bekalan kuasa di seluruh bilik pengedaran.
Cegah kemungkinan kerosakan
Untuk beberapa transformer jenis kering yang telah berjalan untuk masa yang lama, bahan penebat di dalam mungkin beransur-ansur berumur, membawa kepada peningkatan risiko terlalu panas setempat. Dalam projek pengubahsuaian pencawang di kawasan perumahan lama, pendarfluor sistem pemantauan suhu hotspot gentian optik telah dipasang. Melalui pemantauan jangka panjang suhu titik panas pengubah, beberapa titik panas yang berpotensi telah ditemui. Selepas pemeriksaan, it was found that they were caused by loose connection points and insulation aging. After taking timely measures for repair, possible transformer failures were avoided and the service life of the transformer was extended.

2.2. Optimize the load management of dry-type transformers

Adjust the load according to the temperature
In the power supply system of data centers, the load of dry-type transformers fluctuates with the operating status of servers. Real time monitoring of the hot spot temperature of transformers through a fluorescent sistem pemantauan suhu gentian optik. When the temperature approaches the set upper limit, management personnel can take measures to reduce the load on the transformer, such as adjusting the power allocation of the server or turning on the backup transformer to share the load. Ini memastikan operasi selamat pengubah dan meningkatkan kebolehpercayaan keseluruhan bekalan kuasa pusat data.

2.3 Penilaian Kapasiti Beban Transformer

Dalam sistem kuasa kompleks komersial, data pemantauan jangka panjang suhu titik panas transformer jenis kering boleh dianalisis untuk menilai perubahan suhu transformer di bawah keadaan beban yang berbeza. Berdasarkan data ini, kapasiti beban maksimum pengubah ditentukan dengan munasabah, pelan pengagihan kuasa dioptimumkan, dan transformer dielakkan daripada berada dalam keadaan terlebih beban untuk jangka masa yang lama, sekali gus meningkatkan kecekapan operasi sistem kuasa.

3. Langkah berjaga-jaga untuk Pemantauan Suhu Titik Panas Gentian Optik Pendarfluor dalam Transformer jenis Kering

3.1 Kesan Faktor Persekitaran

gangguan elektromagnet
During the operation of dry-type transformers, there is an electromagnetic field around them. Although fluorescent fiber optic sensors themselves have a certain immunity to electromagnetic interference, attention should still be paid in practical applications. Contohnya, in places with complex electromagnetic environments such as substations, it is necessary to ensure the electromagnetic compatibility of sensors and monitoring systems. In system design, shielded cables are used to transmit signals, and sensors and monitoring equipment are well grounded to prevent electromagnetic interference from affecting the collection and processing of fluorescence signals, thereby ensuring the accuracy of temperature measurement.
Humidity and dust
If the dry-type transformer is located in an environment with high humidity or dust, ia boleh menjejaskan prestasi penderia gentian optik pendarfluor. Kelembapan boleh menyebabkan pemeluwapan pada permukaan gentian optik, menjejaskan penghantaran cahaya; Debu mungkin melekat pada permukaan gentian optik, menyebabkan peningkatan kehilangan optik. Oleh itu, untuk penderia yang dipasang dalam persekitaran sedemikian, langkah perlindungan perlu diambil, seperti menggunakan kepungan pelindung tertutup dan kerap membersihkan penderia dan gentian optik.

3.2 Pemasangan dan penyelenggaraan gentian optik

Lenturan gentian dan kehilangan
Apabila memasang gentian optik, adalah perlu untuk mengawal dengan ketat jejari lentur gentian. Lenturan yang berlebihan boleh menyebabkan penyebaran dan kehilangan cahaya di dalam gentian optik, menjejaskan penghantaran dan pengesanan isyarat pendarfluor. Secara umumnya, the bending radius of optical fibers should be greater than their minimum allowable bending radius, and the specific value depends on the type and specifications of the fiber. During the wiring process, it is important to avoid squeezing or scratching the optical fibers with sharp objects to prevent signal interruption caused by fiber damage.
Processing of fiber optic connectors
The quality of fiber optic connectors has a significant impact on signal transmission. When connecting optical fibers, it is necessary to ensure that the connectors are firmly connected and clean the fiber optic connectors to prevent dust, minyak, and other pollutants from entering the connectors, which can increase the insertion loss of light. Regularly check the condition of fiber optic connectors, dan membaiki atau menggantikannya dengan segera jika longgar atau rosak.

3.3 Penentukuran dan Ketepatan Penderia

Penentukuran biasa
Ketepatan penderia gentian optik pendarfluor akan hanyut dengan perubahan masa dan persekitaran penggunaan. Untuk memastikan ketepatan pengukuran suhu, adalah perlu untuk menentukur sensor dengan kerap. Kaedah penentukuran adalah untuk meletakkan sensor dalam persekitaran dengan suhu yang diketahui (seperti ruang suhu malar), mengukur jangka hayat pendarfluornya, dan bandingkan dengan nilai teori pada suhu piawai. Laraskan parameter penderia untuk menjadikan nilai diukurnya sepadan dengan suhu sebenar. Kitaran penentukuran bergantung pada faktor seperti kekerapan penggunaan sensor dan keadaan persekitaran, and it is generally recommended to perform calibration every six months to one year.
Accuracy verification
During the installation and use of sensors, their measurement accuracy should be verified. Comparative measurement methods can be used, such as installing fluorescent fiber optic sensors and other temperature sensors with known accuracy (seperti termokopel) simultaneously on dry-type transformers, and comparing the temperature values measured by the two sensors under different loads and operating conditions. Jika sisihan antara keduanya melebihi julat yang dibenarkan, it is necessary to inspect and adjust the fluorescent fiber optic sensor.

4. Method for optimizing the temperature monitoring effect of fluorescent fiber hotspots in dry-type transformers.

4.1 Optimization of Sensor Layout

Accurate positioning of hotspot areas
Menjalankan analisis mendalam tentang prinsip pemanasan dan struktur transformer jenis kering, dan kenal pasti kawasan utama di mana titik panas mungkin berlaku. Contohnya, penderia gentian optik pendarfluor harus diletakkan di tempat di mana pengumpulan haba mungkin berlaku, seperti antara selekoh, antara lapisan, dan pada sambungan antara belitan dan teras besi. Melalui susun atur sensor yang tepat, suhu titik panas transformer boleh dipantau dengan lebih komprehensif dan tepat, mengelakkan peninggalan tempat panas yang penting.
Penentuan munasabah bilangan penderia
Tentukan bilangan penderia gentian optik pendarfluor dengan munasabah berdasarkan faktor seperti kapasiti, aras voltan, dan kaedah pelesapan haba transformer jenis kering. Untuk transformer dengan kapasiti besar, tahap voltan tinggi, atau keadaan pelesapan haba yang lemah, bilangan penderia boleh ditingkatkan dengan sewajarnya untuk mendapatkan maklumat taburan suhu yang lebih terperinci. Tetapi pada masa yang sama, kos dan kerumitan sistem juga harus dipertimbangkan untuk mengelakkan pembaziran sensor yang berlebihan dan peningkatan kesukaran dalam penyelenggaraan sistem.

4.2. Meningkatkan prestasi sistem pemantauan

Mengguna pakai penderia ketepatan tinggi dan peranti pemerolehan
Memilih penderia gentian pendarfluor dengan sensitiviti yang lebih tinggi dan drift yang lebih rendah boleh meningkatkan ketepatan pengukuran suhu. Dari segi pemerolehan isyarat, peralatan pemerolehan ketepatan tinggi seperti pengesan foto dengan resolusi tinggi dan hingar rendah boleh menangkap perubahan halus dalam isyarat pendarfluor dengan lebih tepat. Peranti berketepatan tinggi ini boleh mengurangkan ralat pengukuran dengan berkesan dan meningkatkan prestasi keseluruhan sistem pemantauan.
Optimumkan penghantaran isyarat dan algoritma pemprosesan
Untuk masalah pengecilan isyarat semasa penghantaran gentian optik, teknik peningkatan isyarat seperti penguat optik boleh digunakan untuk meningkatkan kekuatan isyarat. Dari segi pemprosesan data, membangunkan algoritma yang lebih maju, seperti algoritma pampasan masa nyata untuk kehilangan gentian, pengecilan isyarat pendarfluor, dll., boleh meningkatkan ketepatan dan kestabilan pengukuran suhu. Sementara itu, mengoptimumkan algoritma penapisan data untuk menghapuskan gangguan hingar menjadikan hasil pengukuran lebih dipercayai.

4.3 Memperkukuh penyelenggaraan dan pengurusan sistem

Pelan penyelenggaraan tetap
Membangunkan pelan penyelenggaraan berkala yang terperinci, termasuk pemeriksaan dan penyelenggaraan penderia gentian optik pendarfluor, peralatan pemerolehan isyarat, unit pemprosesan data, dll. Contohnya, kerap membersihkan penderia dan permukaan gentian optik, memeriksa sambungan penyambung gentian optik, dan menjalankan ujian kefungsian pada peralatan. Melalui penyelenggaraan berkala, masalah yang berpotensi dapat dikenal pasti dan diselesaikan tepat pada masanya, memastikan operasi normal sistem pemantauan.
Pemantauan jauh dan diagnosis kerosakan
Wujudkan sistem pemantauan jauh untuk membolehkan kakitangan operasi dan penyelenggaraan melihat dari jauh data suhu titik panas masa nyata transformer jenis kering. Pada masa yang sama, fungsi diagnosis kerosakan ditambahkan pada sistem, yang secara automatik boleh mendiagnosis kemungkinan kerosakan seperti kegagalan sensor, gangguan penghantaran isyarat, dll. dengan menganalisis data suhu dan memantau status sistem itu sendiri, dan segera memberitahu kakitangan operasi dan penyelenggaraan untuk pengendalian. Ini boleh meningkatkan kecekapan operasi dan mengurangkan masa yang diperlukan untuk pembaikan kerosakan.

Sensor suhu gentian optik, Sistem pemantauan pintar, Pengeluar gentian optik yang diedarkan di China