Kuru tip transformatörlerin çekirdek sıcaklığını izlemek için fiber optik ızgara sensörleri nasıl kullanılır?

Akıllı şebekede, güç transformatörleri vazgeçilmez ekipman haline geldi. Transformatörlerin çalışması insanların üretimini ve yaşamını doğrudan etkiler. Transformatörlerin durumunu daha iyi tespit etmek için, transformatörlerde kontrol edilebilir algılama yapılması gereklidir. Bir transformatörün ömrü esas olarak yalıtım kapasitesine bağlıdır.. Transformatörlerin gerçek çalışmasında, transformatörün sıcaklığı yalıtım kapasitesini etkiler, Böylece transformatörün ömrü, transformatörün sıcaklığı tespit edilerek anlaşılır.. Transformatörün çalışması sırasında, çekirdek sıcaklığı doğrudan iç sıcaklığı yansıtabilir, dolayısıyla çekirdek sıcaklığını doğru bir şekilde tespit edebilecek bir tespit yöntemine acil ihtiyaç var.

Şu anda, Demir çekirdeklerin sıcaklığını tespit etmek için üç ana yöntem vardır: termal simülasyon ölçüm yöntemi, dolaylı hesaplama ölçüm yöntemi, ve doğrudan ölçüm yöntemi. Sargı sıcaklığını ölçmek için termal simülasyon ölçüm yönteminin kullanımı, basitliği nedeniyle yaygın olarak kullanılmaktadır., ancak simülasyon süreci ve sıcaklık artış sürecinde önemli hatalar var, sargı sıcaklığını doğru şekilde yansıtamayan hatalı tahmin sonuçlarına yol açar. Sargı sıcaklığının ölçülmesine yönelik dolaylı hesaplama yöntemi, transformatörlerin termal karakteristik dağılımını basitleştirir, ve hesaplama basittir ve belirli bir doğruluk derecesine sahiptir. Fakat, hesaplama sonuçları sargılardaki sıcak noktalardan etkilenebilir. Doğrudan ölçüm yöntemi, sargı sıcaklığını doğrudan ölçerek transformatör içindeki sıcaklık değişikliklerinin eğilimini doğru bir şekilde yansıtabilir.. Doğrudan ölçüm yöntemleri temel olarak elektrik sinyali sensörü testini içerir, kızılötesi sıcaklık ölçümü testi, ve fiber optik sıcaklık ölçümü testi.

Elektrik sinyal sensörü ölçüm yöntemi, transformatörlerin iç sıcaklığını doğrudan ölçmek için kullanılır., ancak elektrik sinyal sensörünün ömrü kısadır ve elektromanyetik girişimden büyük ölçüde etkilenir, ve test sonuçları iç sıcaklığı doğru şekilde yansıtamıyor. Kızılötesi sıcaklık ölçüm yöntemi kızılötesi testi kullanır, ancak elektromanyetik girişime karşı hassastır ve test sonuçlarını zamanında iletemez, gerçek zamanlı izleme fonksiyonuna ulaşmayı imkansız hale getiriyor. Fiber optik sıcaklık ölçüm yöntemi, yüksek ölçüm doğruluğu nedeniyle yaygın olarak kullanılmaktadır.. Fakat, Bu yöntem transformatör sıcaklık ölçümüne uygulandığında, Fiber optik sensörler yalnızca deneyime dayalı olarak yerleştirilebilir, sıcaklık ölçüm noktalarının az sayıda olması ve sıcaklık ölçüm noktalarının eşit olmayan şekilde dağılması gibi sorunlara neden olur.

Bu makale, fiber bazlı bir transformatör bobini çekirdek sıcaklığı izleme yöntemi önermektedir. optik ızgara sensörleri Sınırlı sayıda sıcaklık ölçüm noktasının sorunlarını çözmek için, test noktalarının eşit olmayan dağılımı, ve mevcut doğrudan ölçüm yöntemlerinde ölçüm sonuçlarının gerçek zamanlı olarak aktarılamaması. Bu yöntem, transformatörlerdeki dahili sıcaklık algılamanın mevcut seviyesini iyileştirebilir, transformatörlerin servis ömrünü artırmak, ve transformatörlerin arıza oranını azaltın.

1. Izgara sensörlerinin prensipleri
Fiber Izgara Sensörü, fiber Bragg dalga boyunu harici fiziksel parametrelerle modüle ederek algılama bilgisi elde eden, dalga boyu modülasyonlu bir fiber optik sensördür.. Fiber optik ızgara sensörleri anti elektromanyetik girişim gibi avantajlara sahiptir, iyi elektrik yalıtım performansı, küçük boy, ve düşük iletim kaybı.

Fiber Bragg ızgaraları termal optik ve termal genleşme etkilerine sahiptir, Fiber Bragg ızgaralarının sıcaklık özelliklerini doğrudan etkileyecektir. Fiber optik ızgarada termal optik etki oluştuğunda, karşılık gelen ızgaranın etkin kırılma indisi değişecektir. Izgara süresi değişirse, fiber optik ızgaranın termal genleşme etkisine maruz kaldığını gösterir. Sıcaklık ve Bragg dalga boyu değişirse, fiber optik ızgara üzerinde hem termal optik etkinin hem de termal genleşme etkisinin oluşturulduğunu gösterir.

Fiber Bragg Izgarası yalnızca sıcaklığı ölçemez, ama aynı zamanda zorlanma. Fiber Bragg ızgaralarının gerinim özellikleri esas olarak elastik ve elasto optik etkilerden etkilenir.. Elastik etkinin Bragg elyaf ızgaralarının ızgara süresi üzerinde önemli bir etkisi vardır., elastik optik etki, fiber Bragg ızgara sensörlerinin etkin kırılma indeksini değiştirirken.

2 Tasarım Yöntemleri
Demir çekirdek sıcaklığı izleme sistemi fiber optik ızgara sensörleri esas olarak sensöre gömülü transformatörlere bölünmüştür, sıcaklık algılama sistemleri, ve sensör iletim sistemleri.

2.1 Sıcaklık algılama sistemi
Geleneksel sıcaklık algılamanın sıcaklık ölçümündeki zorluk gibi sorunları vardır, sınırlı ölçüm noktaları, ve test yöntemlerinin zayıf anti-parazit yeteneği. Bu yüzden, Bu çalışma, fiber optik ızgara sensörlerinin transformatör çekirdeklerine yerleştirilmesine yönelik bir yöntem önermektedir, Fiber optik ızgara sensörleri aracılığıyla sıcaklık verilerinin toplanması ve toplanan sinyallerin iletilmesi. Fiber optik ızgara sensörlerinin küçük boyutu ve güçlü parazit önleme özelliği nedeniyle, yüksek sıcaklık ve yüksek basınç ortamlarında normal şekilde çalışabilirler, Böylece transformatörlerin içine tamamen gömülebilirler. İlkin, fiber optik ızgara, bir fiber optik ön germe aleti kullanılarak önceden gerilir, ve daha sonra çalıştırılan fiber altın kaplamadır. Fiber optik ızgara sensörlerinin sıcaklık ve gerilim özellikleri nedeniyle, Fiber optik ızgara sensörlerinin ölçüm doğruluğunu artırmak için, hassasiyeti arttırmak için gerinim özelliklerinin etkisini azaltmak ve termal genleşme katsayısını iyileştirmek gerekir. Alüminyum alaşımının yüksek termal genleşme katsayısı nedeniyle, Fiber optik ızgara sensörlerinin ölçüm performansı, bunların sert kaynak teknolojisi aracılığıyla demir çekirdeğin alüminyum alaşımlı alt katmanıyla birleştirilmesiyle geliştirilebilir.. Demir çekirdeğin arkasında kanal açma işi yapmak için aletler kullanın, demir çekirdeğin normal çalışmasını etkilemeyen orta büyüklükte. Bakır yassı telin kağıtla sarılması işlemi sırasında, Optik fiberi bakır yassı tel tarafından açılan küçük oluğa yönlendirmek için bir kılavuz cihaz kullanılır, algılama sinyallerini iletmek için fiber kuyruk fiberini ayırırken.

2.2 Sensör iletim sistemi
Bu çalışma, dalga boyu bölmeli çoğullama teknolojisini ve uzay bölmeli çoğullama teknolojisini benimser. Dalgaboyu bölmeli çoğullama teknolojisi, iki veya daha fazla sinyalin tek bir optik fiber üzerinde farklı kanallar aracılığıyla iletilmesidir., birbirini etkilemeden. Bu iletim yöntemi, optik fiberlerin daha fazla bilgi iletmesine olanak tanır. Uzay bölmeli çoğullama teknolojisi birden fazla optik fiberi birleştirerek birden fazla kanal oluşturur, her biri birbirinden bağımsız, ve sinyal ilgili kanal üzerinden iletilir. Dalga boyu bölmeli çoğullama teknolojisini ve uzay bölmeli çoğullama teknolojisini benimseyerek, sınırlı optik fiberler maksimum düzeyde bilgi iletilebilir, Transformatörlerde daha az dahili sıcaklık ölçüm noktası sorununu etkili bir şekilde çözme. İlkin, algılama verileri fiber optik ızgara sensörleri aracılığıyla toplanır, ve daha sonra bir demodülatöre iletilir. Demodülatör, dalga boyu sinyalini dijital sinyale dönüştürür, ve bilgisayar sinyali alır ve gerçek zamanlı algılama sonuçlarını görüntüler.

Transformatörlerde zor sıcaklık ölçümü ve az sayıda sıcaklık ölçüm noktası sorununu çözmek için, Bu makale, fiber optik ızgara sensörlerine dayalı olarak transformatör bobini demir çekirdeği için bir sıcaklık izleme yöntemi önermektedir.. Fiber optik ızgara sensörünü transformatör çekirdeğine yerleştirin, ve sensör bilgilerini demodülatöre iletmek için uzay bölmeli çoğullama ve dalga boyu bölmeli çoğullama yöntemlerini kullanın. Demodülatör, dalga boyu sinyalini dijital bilgiye dönüştürür ve gerçek zamanlı izleme fonksiyonu elde etmek için bilgisayara iletir. Simülasyon sonuçları, ESSM ölçüm yöntemiyle karşılaştırıldığında, ITM ölçüm yöntemi, ve FOTM sıcaklık ölçüm yöntemi, Bu yazıda önerilen FGCTM ölçüm yöntemi, transformatörlerdeki iç sıcaklığın tespit doğruluğunu etkili bir şekilde geliştirebilir. Küçük boyut gibi avantajlarından dolayı, elektromanyetik girişime karşı güçlü direnç, ve iyi yalıtım, Fiber optik ızgara sensörleri, yüksek sızdırmazlık ve yüksek voltaj ekipmanlarının sürekli olarak gerçek zamanlı sıcaklık izlemesini sağlayabilir, onları diğer sıcaklık algılama uygulamaları için uygun hale getirir.

Fiber optik sıcaklık sensörü, Akıllı izleme sistemi, Çin'de dağıtılmış fiber optik üreticisi