Ni ipi njia bora ya ufuatiliaji wa fiber optic kwa hali ya joto katika transfoma za nguvu za umeme

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. Hasa, the fluorescence medium is excited by blue violet light to produce fluorescence, and the lifetime of the fluorescence decreases with increasing temperature. Kwa hiyo, temperature measurement can be achieved by detecting the lifetime of the fluorescence.

When fluorescent materials are irradiated with excitation light, they emit fluorescence, ambayo kwa kawaida huoza kwa kasi. The decay time constant is the fluorescence lifetime or fluorescence afterglow time (ns). Kuoza kwa mwanga wa fluorescence hutofautiana kwa joto tofauti la mazingira. Kigunduzi kinaweza kupima kwa usahihi halijoto iliyoko ya kifaa cha uchunguzi na kutoa ufuatiliaji na kengele kwa kupima urefu wa maisha ya mwanga wa baada ya mwanga wa fluorescence..

Mbinu hii ya kupima halijoto ina faida fulani za kipekee, kama vile kuwa mbinu ya kipimo cha halijoto tulivu, na kutokana na kikamilifu maboksi na ukubwa ndogo ya sensor ya joto ya fiber optic, inaweza kupima moja kwa moja joto la juu zaidi la sehemu za ndani zinazoweza kutokea katika vifaa vya umeme vya voltage ya juu.. Wakati huo huo, sifa za vifaa vya fluorescent huwezesha teknolojia hii kuwa na usahihi wa juu na utulivu katika kupima joto.

1. Njia ya kutumia nyuzi za macho za fluorescent ili kufuatilia joto la mahali pa moto la transfoma za aina kavu

1.1 Ufungaji wa sensorer

Chagua mahali pazuri pa ufungaji
Kwa transfoma ya aina kavu, sensorer za fiber optic zinaweza kuwekwa kwenye sinki za joto za ndani, vilima, na maeneo mengine ambayo yanakabiliwa na maeneo ya moto. Upepo huzalisha joto wakati wa uendeshaji wa transformer. Ikiwa uharibifu wa joto ni duni au mzigo ni wa juu sana, maeneo ya moto yataonekana kwenye vilima. Sink ya joto ni sehemu iliyoundwa mahsusi kwa uondoaji wa joto, na kufuatilia halijoto yake pia kunaweza kusaidia kuelewa hali ya utengano wa joto ya kibadilishaji joto.
Wakati wa ufungaji, ni muhimu kuhakikisha kwamba sensor inaweza kutafakari kwa usahihi joto la mahali pa moto. Kwa mfano, wakati wa kufunga kwenye vilima, muundo na usambazaji wa sasa wa vilima unapaswa kuzingatiwa, and the sensor should be installed at the location where the highest temperature may occur.

1.2 Installation method and precautions

The installation of sensors should ensure good contact with the measured area to ensure accurate temperature sensing. For the windings of dry-type transformers, it may be necessary to pre-set the installation position during manufacturing or maintenance to avoid damage to the windings during the installation process.
When installing optical fibers, it is important to note that the bending radius of the fiber should not be too small, as the optical loss caused by fiber bending can affect the calculation of the attenuation time constant, na hivyo kuathiri usahihi wa kipimo cha joto. Wakati huo huo, ni muhimu kuepuka kunyoosha kwa kiasi kikubwa au ukandamizaji wa fiber ya macho ili kuzuia uharibifu.

2. Ukusanyaji na usindikaji wa data

2.1 Upataji wa mawimbi

Tumia vifaa maalum kukusanya mawimbi yanayotolewa na vitambuzi vya nyuzi za umeme. Wakati wa mchakato huu, mwanga wa msisimko utaelekezwa kwenye dutu ya fluorescent, na kisha ishara ya mwanga wa mwanga wa umeme itatambuliwa. Vifaa vya kukusanya vinahitaji kuwa na unyeti wa juu na usahihi ili kunasa mabadiliko hafifu ya mawimbi ya umeme.
Kutokana na uwezekano wa kufunga sensorer za optic za nyuzi za fluorescent katika maeneo tofauti ndani ya transfoma, waya zinazolingana na njia za upitishaji wa mawimbi zinahitajika ili kupitisha mawimbi kutoka kwa kila kihisia kwenda kwa vifaa vya upataji..

2.2 Usindikaji wa Data

Mawimbi ya mwanga wa baada ya umeme yaliyokusanywa yanahitaji kuchakatwa ili kupata thamani ya halijoto. Kulingana na Curve ya uhusiano kati ya maisha ya fluorescence na joto (ambayo kwa kawaida hupatikana kupitia urekebishaji kabla), badilisha muda wa kuoza kwa mwanga wa fluorescence kuwa viwango vya joto.
Katika mchakato wa usindikaji wa data, sababu zinazowezekana za makosa kama vile upotezaji wa uwekaji kwenye viunganishi vya nyuzi macho na upotezaji wa macho wa nyaya za nje za macho zinapaswa kuzingatiwa ili kuboresha usahihi wa kipimo cha halijoto kwa kufidia kupitia algoriti..

3. Muundo na uendeshaji wa mfumo wa ufuatiliaji

3.1 Muundo wa mfumo

umeme wa aina ya transformer kavu ufuatiliaji wa joto la sehemu ya moto ya fiber optic mfumo hasa lina vihisi joto vya nyuzi za umeme optic, vifaa vya kupata ishara, vitengo vya usindikaji wa data, vifaa vya kuonyesha na kengele, na sehemu nyingine.
Kama sehemu ya mbele ya kipimo cha joto, ya sensor ya joto ya nyuzi za fluorescent inawajibika kwa kuhisi halijoto na kubadilisha taarifa za halijoto kuwa mabadiliko ya mawimbi ya umeme. Kifaa cha kupata mawimbi hukusanya mawimbi ya umeme yanayotolewa na kitambuzi, na kitengo cha usindikaji wa data huchanganua na kuchakata ishara iliyokusanywa, kuibadilisha kuwa thamani ya halijoto. Kifaa cha kuonyesha kinatumika kuonyesha data ya halijoto ya wakati halisi ya kila sehemu ya ufuatiliaji, huku kifaa cha kengele kikitoa kengele halijoto inapozidi kiwango kilichowekwa.

3.2 Uendeshaji wa Mfumo

Wakati wa uendeshaji wa mfumo, ni muhimu kukagua mara kwa mara na kudumisha sensorer na mfumo mzima wa ufuatiliaji. Hakikisha kwamba vitambuzi vinafanya kazi ipasavyo, upitishaji wa ishara ni laini, na usindikaji wa data ni sahihi. Wakati huo huo, kurekebisha vigezo vya mfumo wa ufuatiliaji, kama vile vizingiti vya kengele, kulingana na hali ya uendeshaji na hali ya mazingira ya transformer.

2. Kesi ya maombi ya fiber ya macho ya fluorescent katika ufuatiliaji wa joto la mahali pa moto ya transfoma ya aina kavu

2.1. Kuboresha usalama wa uendeshaji wa transfoma ya aina kavu

Ufuatiliaji wa wakati halisi wa joto la hotspot
Katika chumba cha usambazaji wa biashara kubwa ya viwanda, transfoma za aina kavu zina jukumu muhimu katika usambazaji wa umeme. Kutokana na mazingira magumu ya chumba cha usambazaji na kuwepo kwa kuingiliwa kwa umeme fulani, njia za jadi za ufuatiliaji wa joto ni vigumu kukidhi mahitaji ya ufuatiliaji sahihi. Baada ya kupitisha a mfumo wa kipimo cha joto cha nyuzi za fluorescent, sensa ya macho ya nyuzi za umeme imewekwa katika sehemu muhimu kama vile sehemu ya kukunja na kuzama joto ya kibadilishaji cha aina kavu.. Kwa kufuatilia hali ya joto ya sehemu hizi kwa wakati halisi, wafanyakazi wa uendeshaji na matengenezo wanaweza kufahamu kwa wakati hali ya uendeshaji wa transformer. Wakati joto la sehemu fulani linaongezeka kwa njia isiyo ya kawaida, mfumo unaweza haraka kutoa kengele ili kuepuka kushindwa kwa transfoma kunakosababishwa na overheating, kuhakikisha usalama wa usambazaji wa umeme katika chumba chote cha usambazaji.
Zuia malfunctions zinazowezekana
Kwa baadhi ya transfoma ya aina kavu ambayo yamekuwa yakifanya kazi kwa muda mrefu, nyenzo za insulation ndani zinaweza kuzeeka polepole, kusababisha hatari ya kuongezeka kwa joto la ndani. Katika mradi wa ukarabati wa kituo kidogo katika eneo la makazi ya zamani, taa ya umeme mfumo wa ufuatiliaji wa hali ya joto ya fiber optic hotspot iliwekwa. Kupitia ufuatiliaji wa muda mrefu wa joto la mahali pa moto la transformer, pointi kadhaa zinazowezekana za kuongeza joto ziligunduliwa. Baada ya ukaguzi, ilibainika kuwa walisababishwa na pointi za uunganisho huru na kuzeeka kwa insulation. Baada ya kuchukua hatua kwa wakati kwa ajili ya ukarabati, kushindwa kwa transformer iwezekanavyo iliepukwa na maisha ya huduma ya transformer yalipanuliwa.

2.2. Boresha udhibiti wa mzigo wa transfoma za aina kavu

Kurekebisha mzigo kulingana na hali ya joto
Katika mfumo wa usambazaji wa nguvu wa vituo vya data, mzigo wa transfoma wa aina kavu hubadilika na hali ya uendeshaji wa seva. Ufuatiliaji wa wakati halisi wa joto la joto la transfoma kupitia fluorescent mfumo wa ufuatiliaji wa joto la fiber optic. Wakati hali ya joto inakaribia kikomo cha juu kilichowekwa, 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. This ensures the safe operation of the transformer and improves the reliability of the entire data center’s power supply.

2.3 Evaluation of Transformer Load Capacity

In the power system of a commercial complex, long-term monitoring data of the hot spot temperature of dry-type transformers can be analyzed to evaluate the temperature changes of transformers under different load conditions. Based on these data, the maximum load capacity of the transformer is reasonably determined, the power distribution plan is optimized, and the transformer is avoided from being in an overloaded state for a long time, thereby improving the operational efficiency of the power system.

3. Precautions for Temperature Monitoring of Fluorescent Fiber Optic Hotspots in Dry type Transformers

3.1 Impact of Environmental Factors

kuingiliwa kwa sumakuumeme
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. Kwa mfano, 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, it may affect the performance of the fluorescent fiber optic sensor. Humidity may cause condensation on the surface of optical fibers, affecting the transmission of light; Dust may adhere to the surface of optical fibers, causing an increase in optical loss. Kwa hiyo, for sensors installed in such environments, protective measures need to be taken, such as using sealed protective enclosures and regularly cleaning the sensors and optical fibers.

3.2 Installation and maintenance of optical fibers

Fiber bending na hasara
When installing optical fibers, ni muhimu kudhibiti madhubuti ya radius ya bending ya nyuzi. Kupinda kupita kiasi kunaweza kusababisha kutawanyika na kupoteza mwanga ndani ya nyuzi za macho, kuathiri upitishaji na ugunduzi wa ishara za fluorescence. Kwa ujumla, kipenyo cha kupinda cha nyuzi za macho kinapaswa kuwa kikubwa kuliko kipenyo cha chini kinachoruhusiwa cha kupinda, na thamani maalum inategemea aina na vipimo vya fiber. Wakati wa mchakato wa wiring, ni muhimu kuepuka kufinya au kuchana nyuzi za macho na vitu vyenye ncha kali ili kuzuia usumbufu wa ishara unaosababishwa na uharibifu wa nyuzi..
Usindikaji wa viunganisho vya fiber optic
Ubora wa viunganishi vya fiber optic una athari kubwa kwa maambukizi ya ishara. Wakati wa kuunganisha nyuzi za macho, ni muhimu kuhakikisha kwamba viunganisho vimeunganishwa kwa nguvu na kusafisha viunganisho vya fiber optic ili kuzuia vumbi, mafuta, na vichafuzi vingine kutoka kwa viunganishi, ambayo inaweza kuongeza hasara ya kuingizwa kwa mwanga. Angalia mara kwa mara hali ya viunganisho vya fiber optic, na kuzirekebisha au kuzibadilisha mara moja ikiwa zimelegea au kuharibika.

3.3 Urekebishaji na Usahihi wa Sensorer

Urekebishaji wa mara kwa mara
Usahihi wa vitambuzi vya optic ya nyuzinyuzi itasogezwa na mabadiliko ya wakati na mazingira ya matumizi. Ili kuhakikisha usahihi wa kipimo cha joto, ni muhimu kurekebisha sensor mara kwa mara. Njia ya calibration ni kuweka sensor katika mazingira yenye joto linalojulikana (kama vile chumba cha joto kisichobadilika), pima muda wa maisha yake ya mwanga wa mwanga wa umeme, and compare it with the theoretical value at standard temperature. Adjust the parameters of the sensor to make its measured value match the actual temperature. The calibration cycle depends on factors such as the frequency of sensor usage and environmental conditions, 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 (kama vile thermocouples) simultaneously on dry-type transformers, and comparing the temperature values measured by the two sensors under different loads and operating conditions. Ikiwa mkengeuko kati ya hizo mbili unazidi kiwango kinachoruhusiwa, 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
Conduct in-depth analysis of the heating principle and structure of dry-type transformers, and identify key areas where hotspots may occur. Kwa mfano, fluorescent fiber optic sensors should be placed in places where heat accumulation is likely to occur, such as between turns, between layers, and at the connection between the winding and the iron core. Through precise sensor layout, the hot spot temperature of transformers can be monitored more comprehensively and accurately, avoiding the omission of important hot spots.
Reasonable determination of the number of sensors
Reasonably determine the number of fluorescent fiber optic sensors based on factors such as the capacity, kiwango cha voltage, and heat dissipation method of dry-type transformers. Kwa transfoma yenye uwezo mkubwa, high voltage levels, au hali mbaya ya utaftaji wa joto, idadi ya vitambuzi inaweza kuongezwa ipasavyo ili kupata taarifa za kina zaidi za usambazaji joto. Lakini wakati huo huo, ugumu wa gharama na mfumo pia unapaswa kuzingatiwa ili kuzuia upotezaji mwingi wa sensorer na ugumu ulioongezeka katika matengenezo ya mfumo.

4.2. Kuboresha utendaji wa mfumo wa ufuatiliaji

Kupitisha vitambuzi vya usahihi wa hali ya juu na vifaa vya kupata data
Kuchagua kihisi cha nyuzinyuzi chenye unyeti wa juu zaidi na kusongeshwa kwa chini kunaweza kuboresha usahihi wa kipimo cha halijoto.. Kwa upande wa upatikanaji wa ishara, vifaa vya kupata usahihi wa hali ya juu kama vile vitambua picha vilivyo na azimio la juu na kelele ya chini vinaweza kunasa kwa usahihi zaidi mabadiliko madogo katika mawimbi ya umeme.. Vifaa hivi vya usahihi wa juu vinaweza kupunguza kwa ufanisi makosa ya kipimo na kuboresha utendaji wa mfumo mzima wa ufuatiliaji.
Boresha uwasilishaji wa mawimbi na uchakataji algoriti
Kwa tatizo la kupungua kwa ishara wakati wa maambukizi ya fiber optic, mbinu za uimarishaji wa mawimbi kama vile vikuza macho vinaweza kutumika kuongeza nguvu ya mawimbi. Kwa upande wa usindikaji wa data, kuendeleza algorithms ya juu zaidi, kama vile kanuni za fidia ya wakati halisi kwa upotezaji wa nyuzi, kupungua kwa ishara ya fluorescence, nk., inaweza kuboresha usahihi na utulivu wa kipimo cha joto. Wakati huo huo, optimizing the data filtering algorithm to remove noise interference makes the measurement results more reliable.

4.3 Strengthen system maintenance and management

Regular maintenance plan
Develop a detailed regular maintenance plan, including inspection and maintenance of fluorescent fiber optic sensors, signal acquisition equipment, vitengo vya usindikaji wa data, nk. Kwa mfano, regularly cleaning sensors and fiber optic surfaces, checking the connection of fiber optic connectors, and conducting functional tests on equipment. Through regular maintenance, potential problems can be identified and resolved in a timely manner, ensuring the normal operation of the monitoring system.
Remote monitoring and fault diagnosis
Anzisha mfumo wa ufuatiliaji wa mbali ili kuwezesha wafanyikazi wa operesheni na matengenezo kutazama data ya halijoto ya wakati halisi ya mahali pa moto ya transfoma ya aina kavu kwa mbali.. Wakati huo huo, kazi ya utambuzi wa kosa huongezwa kwenye mfumo, ambayo inaweza kutambua kiotomatiki hitilafu zinazowezekana kama vile hitilafu za kihisi, usumbufu wa maambukizi ya ishara, nk. kwa kuchambua data ya joto na kufuatilia hali ya mfumo wenyewe, na kuwajulisha wafanyikazi wa operesheni na matengenezo mara moja kwa utunzaji. Hii inaweza kuboresha ufanisi wa uendeshaji na kupunguza muda unaohitajika kwa ukarabati wa makosa.

Sensor ya joto ya fiber optic, Mfumo wa ufuatiliaji wa akili, Kusambazwa fiber optic mtengenezaji nchini China