Como usar dispositivos de medição de temperatura de fibra óptica para monitorar a temperatura do silício controlável no sistema de excitação de usinas hidrelétricas

Por que o sistema de excitação precisa monitorar a temperatura?

Em resposta às características de grandes erros de medição de temperatura e baixo desempenho em tempo real dos componentes de potência em gabinetes de potência de sistemas de excitação tradicionais, o princípio básico, método de instalação, e topologia de rede de medição de temperatura de fibra óptica de fluorescência são introduzidas. A prática de aplicação de combinação da tecnologia de medição de temperatura por fibra óptica no sistema de excitação de estações hidrelétricas secundárias mostra que o uso da tecnologia de medição de temperatura por fibra óptica fluorescente tem as características de precisão de medição de alta temperatura, bom desempenho em tempo real, fácil instalação, e fácil manutenção, e tem bons efeitos de monitoramento e amplas perspectivas de aplicação.

Com o desenvolvimento sustentado e estável da economia nacional, o progresso social entrou na via rápida, posing higher requirements for the stable and sustainable operation of the power system. No sistema de energia, temperature is an important indicator for the normal operation of equipment. Due to the current focus on offline monitoring of equipment through regular use of infrared thermal imagers, temperature guns, and other instruments by on duty personnel, such methods have large measurement errors and can only measure the surface temperature of the equipment. They cannot effectively measure and monitor the temperature of enclosed, alta tensão, and strong electromagnetic contact points. Portanto, it is urgent to find a more effective temperature measurement method to achieve more effective temperature monitoring of the equipment.

How can a hydroelectric power station use a fluorescent fiber optic temperature measurement system to monitor temperature?

 

A estação hidrelétrica de segundo nível adota a maior unidade de turbina bulbo através de fluxo na China, equipado com 6 bulbo de 58 MW com capacidade de unidade única através de unidades geradoras de turbina de fluxo, com capacidade instalada total de 348MW. A tensão nominal do estator é 10,5kV, que é potencializado para 500kV através do transformador principal e conectado à subestação de 500kV.

A estação hidrelétrica secundária adota um sistema de excitação, e o gabinete de energia adota um circuito retificador totalmente controlado tipo ponte trifásica, com uma corrente de excitação nominal de 1015A. O sistema de excitação, como parte do sistema de geração de energia hidrelétrica, controla a tensão terminal e a corrente de excitação do gerador e desempenha um papel crucial na operação segura e estável da unidade. O silício controlável e outros componentes de potência do gabinete de potência do sistema de excitação são os principais componentes de aquecimento do sistema de excitação, e medição de temperatura e monitoramento em tempo real são indicadores importantes para a operação segura dos equipamentos.

O sistema de excitação da estação hidrelétrica secundária adota tecnologia de medição de temperatura por fibra óptica fluorescente para obter medição de temperatura on-line e transmissão em tempo real dos componentes de silício controláveis ​​no gabinete de energia, garantindo a confiança, seguro, e operação estável do sistema de excitação. A prática tem mostrado que a tecnologia de medição de temperatura por fibra óptica tem características de alta precisão de medição, bom desempenho em tempo real, fácil instalação, e fácil manutenção, e tem bons efeitos de monitoramento e amplas perspectivas de aplicação.

Quais são os princípios básicos e métodos de instalação e uso de dispositivos de medição de temperatura on-line de fibra óptica fluorescente?

 

The basic principle and temperature measurement device of fiber optic temperature measurement are fluorescence fiber optic temperature measurement devices, which are more suitable for complex environmental temperature measurement needs such as high voltage and strong electromagnetic, as well as multi-point temperature monitoring with complex topological structures.

What is the principle of fluorescence fiber optic temperature measurement?

 

The fluorescence fiber temperature sensor used in the fluorescence fiber optic temperature measurement device belongs to the transmission type sensor de temperatura de fibra óptica. The sensor probe is composed of multimode fiber optic and fluorescent body, which uses fiber optic as the sensor for transmitting measurement signals. Fluorescents generally use special rare earth fluorescent materials. When the fluorescent material is triggered by a certain wavelength of light, the fluorescence emitted by the fluorescent material decays exponentially. Due to the different decay times of fluorescence at different temperatures, fluorescent fiber optic temperature sensors can be placed in a certain way within the measured temperature range to achieve temperature measurement by measuring the decay life of fluorescence. Contact us for the schematic diagram of fluorescence fiber optic measurement.

The fluorescence fiber optic temperature measurement device mainly consists of a fluorescence fiber optic sensor, an extended fiber optic, and a fiber optic temperature demodulator. The optical fiber temperature demodulator sends out an excitation light pulse. O pulso de luz chega à sonda do sensor fluorescente estendendo a fibra óptica e excita a fluorescência. A fluorescência é devolvida ao modulador através da fibra óptica resistente à temperatura. O modulador calcula a vida de decaimento da fluorescência para obter a temperatura correspondente.

Os demoduladores de temperatura de fibra óptica geralmente possuem modbus 485 função de comunicação, que carrega o sinal de temperatura medido para o sistema de monitoramento do computador superior por meio de comunicação. O computador superior pode realizar operações de controle ou alarme correspondentes com base nas informações de temperatura medida.

Como o dispositivo de medição de temperatura por fibra óptica fluorescente é realmente aplicado em usinas hidrelétricas?

 

O sistema de excitação da estação hidrelétrica secundária adota tecnologia de medição de temperatura por fibra óptica fluorescente. A sonda de temperatura de fibra óptica é instalada diretamente perto da posição da placa do eletrodo do tiristor, garantindo que a sonda de temperatura possa refletir com precisão e diretamente a temperatura do corpo do tiristor, com valores de medição precisos e velocidade de resposta rápida. Ao mesmo tempo, devido ao forte desempenho de isolamento de fibras ópticas resistentes à temperatura e fibras ópticas estendidas, o desempenho de isolamento do dispositivo de medição de temperatura de fibra fluorescente é garantido durante a operação de pontes retificadoras de silício controláveis ​​de alta tensão e alta corrente, garantindo a operação segura e estável do dispositivo. Para garantir a operação confiável do equipamento e monitoramento preciso da temperatura, o sistema de excitação da usina hidrelétrica secundária também usa medição de temperatura de resistência de platina, além da medição de temperatura de fibra fluorescente. A resistência de platina mede a temperatura ambiente dentro do gabinete da tela entre a instalação do silício controlável, enquanto a resistência da platina mede a temperatura ambiente. A fibra fluorescente mede diretamente a temperatura do silício controlável, então a temperatura medida pela resistência de platina é menor que aquela medida pela fibra óptica.

Atualmente, a resistência de platina e fluorescente dispositivos de medição de temperatura de fibra óptica do sistema de excitação da usina hidrelétrica de segundo nível estão operando normalmente. A temperatura de medição da temperatura da resistência de platina do sistema de excitação de seis unidades é geralmente cerca de 6 ℃ inferior à medição de temperatura por fibra óptica fluorescente, que reflete a condição real de trabalho da temperatura do tiristor normalmente.

Quais são as etapas específicas para a instalação e uso de um dispositivo de medição de temperatura de fibra óptica fluorescente?

 

O método de instalação da sonda de temperatura de fibra óptica fluorescente é abrir um pequeno orifício através do dissipador de calor do tiristor. A sonda de temperatura fluorescente revestida com substâncias de terras raras é instalada neste pequeno orifício e entra em contato com o invólucro do tiristor. O pequeno orifício é então preenchido com silicone para fixar a sonda de temperatura fluorescente.

A sonda de medição de temperatura é fixada no corpo do tiristor para detectar verdadeiramente a temperatura do tiristor. Cada gabinete de energia possui 6 componentes do tiristor, com 1 ponto de medição de temperatura fluorescente definido em cada componente do tiristor. There are a total of 6 pontos de medição de temperatura, correspondente a um conjunto de termómetros de temperatura de fibra fluorescente de 6 canais.

O sistema de excitação da usina hidrelétrica de segundo nível tem 6 exibições de temperatura do silício controlável. A temperatura do teste de resistência à platina no duto de ar é 20.31 ℃, e a medição da temperatura do 6 fibras ópticas fluorescentes está entre 25-27 ℃. As exibições de temperatura das outras unidades operacionais sob a mesma corrente de excitação estão todas entre 25-27 ℃, que reflete verdadeiramente a temperatura operacional atual do silício controlável.

O diagrama de topologia do sistema de medição de temperatura de fibra óptica de fluorescência foi obtido de nós. Todo o sistema de medição de temperatura da usina consiste em seis dispositivos de medição de temperatura do sistema de excitação, vários hosts de monitoramento, unidades de concentração de dados, computadores de monitoramento centralizado, e software de interação homem-máquina. A unidade de dados centralizada e o computador de monitoramento centralizado são geralmente instalados na sala de controle principal para facilitar a detecção on-line de temperatura de equipamentos elétricos pelos operadores.

O sistema de software de monitoramento on-line de fibra óptica fluorescente instalado no computador de monitoramento fornece uma solução simples, practical, e plataforma de monitoramento eficiente. The main functions of the software system include local monitoring of real-time temperature, remote monitoring of real-time data, high/low temperature alarms, high/low temperature warnings, historical data playback, pre – and post alarm curves, e exportação de temperatura para Excel. O sistema de software fornece uma boa interface homem-máquina, powerful data processing capabilities, e pode armazenar e consultar dados históricos.

Quais são as características da medição de temperatura por fibra óptica fluorescente?

 

Dispositivos de medição de temperatura de fibra óptica fluorescente usam fibras ópticas como sensores para transmitir sinais de medição, que têm muitas vantagens, como interferência anti-eletromagnética, isolamento de alta tensão, estabilidade e confiabilidade, alta precisão, alta sensibilidade, tamanho pequeno, longa vida útil, resistência à corrosão, and good adaptability. Eles são especialmente adequados para monitoramento de temperatura em ambientes industriais especiais, como alta tensão e forte interferência eletromagnética. (interferência eletromagnética EMI, interferência de radiofrequência RFI, e pulso eletromagnético EMP). A aplicação de dispositivo de medição de temperatura on-line de fibra óptica fluorescente no sistema de excitação de estações hidrelétricas secundárias resolve efetivamente a função de monitoramento de temperatura em tempo real de componentes de silício controláveis, e os valores medidos refletem com precisão os verdadeiros valores do equipamento, alcançar bons efeitos de medição e monitoramento. Ao mesmo tempo, este dispositivo de medição de temperatura também pode ser amplamente promovido para monitoramento on-line de temperatura de juntas de equipamentos de alta corrente, como blocos de soldagem de estator, aparelhagem de alta tensão, juntas de barramento de saída do gerador, terminais de cabo, etc., proporcionando melhor proteção para a operação segura e confiável do sistema de energia.