Сценарії застосування системи моніторингу температури розподільних пристроїв на основі флуоресцентного волоконно-оптичного вимірювання температури

Система контролю температури розподільчого пристрою на основі флуоресцентного волоконно-оптичного вимірювання температури, з основними перевагами захисту від сильних електромагнітних перешкод, високовольтна ізоляція, висока точність, та адаптація до вузьких просторів, широко використовується в різних сценаріях, що вимагають моніторингу в режимі реального часу критичних частин температури розподільного пристрою, особливо підходить для складних енергетичних середовищ, з якими традиційні технології вимірювання температури важко впоратися. Нижче наведено основні класифікації сценаріїв застосування та конкретні описи:

1. Сценарії застосування, класифіковані за рівнем напруги

1. Розподільні пристрої середньої та високої напруги (10кВ ~ 35 кВ)

• Сценарії застосування: 10розподільні пристрої кВ/20кВ/35кВ (наприклад KYN28, Серія XGN) в розподільчих станціях міської розподільної мережі, житлові розподільні кімнати, та розподільні приміщення індустріального парку.
• Моніторинг Фокус:
  • Рухомі та статичні контакти автоматичного вимикача, ізоляції контактів вимикача (надмірний контактний опір легко викликає перегрів, що є точкою несправності з високим рівнем ризику);
  • Точки підключення шин (місця з’єднання мідної шини перегріваються через окислення та ослаблення болтів);
  • Кабельні клеми (з'єднувальні частини між кабелями та розподільними пристроями, легко виробляти тепло при тривалому навантаженні).
• Характеристики вимог: Розподільні пристрої середньої та високої напруги численні та широко поширені, потребує системної підтримки для багатоточкового моніторингу (3~6 точок вимірювання на шафу) і дистанційне централізоване управління даними. Стійкість до електромагнітних перешкод флуоресцентної волоконної оптики може уникнути ефектів електромагнітних імпульсів під час перемикання автоматичного вимикача.

2. Високий розподільний пристрій (110кВ і вище)

• Сценарії застосування: 110Розподільні пристрої високої напруги кВ/220 кВ (наприклад розподільні пристрої ГІС, розподільні пристрої в металевому корпусі з елегазовою ізоляцією) в підстанціях і вузлових підстанціях.
• Моніторинг Фокус:
  • Внутрішні стрижневі з’єднання провідників ГІС (перегрів у герметичному середовищі легко викликає розкладання газу SF₆, що призводить до руйнування ізоляції);
  • Деталі з’єднання втулок і шин (поганий контакт під високою напругою легко викликає місцевий перегрів, загрожує безпеці ізоляції).
• Характеристики вимог: Надзвичайно високі вимоги до ізоляції в середовищі високої напруги (повинні витримувати напругу 110 кВ і вище). Ізоляційні характеристики люмінесцентного волокна (напруженість поля пробою волокна >10кВ/мм) можна встановлювати безпосередньо поблизу високовольтних компонентів без додаткових заходів ізоляції, і адаптуватися до закритих, середовище ГІС, що не потребує обслуговування.

2. Сценарії застосування, класифіковані за галузями промисловості

1. Системна система (Мережа та підстанції)

• Основні вимоги: Забезпечити стабільну роботу мережі, уникайте відключень електроенергії, спричинених перегрівом розподільного пристрою (наприклад регіональне відключення електроенергії, спричинене перегрівом контактів розподільного пристрою 10 кВ на підстанції в 2023).
• Типові програми:
  • Розподільний пристрій міської підстанції 10кВ (великі коливання навантаження, потрібен моніторинг кореляції навантаження і температури в режимі реального часу);
  • Розподільні розподільні пристрої в трансформації сільської мережі (складне середовище, висока адаптивність люмінесцентної волоконної оптики до пилу та вологи).

2. Промислові підприємства (Заводи, Виробництво)

• Основні вимоги: Промислове виробництво залежить від постійного електропостачання, несправність розподільного пристрою може призвести до зупинки виробничої лінії (як-от власні розподільні приміщення на автомобільних заводах, хімічні рослини).
• Типові програми:
  • Шафи управління високовольтними двигунами металургійного заводу (високе навантаження, середовище сильної вібрації, люмінесцентна волоконно-оптична стійкість до вібрації та стійкість до електромагнітних перешкод є придатними);
  • Вибухозахищені розподільні пристрої хімічного заводу (вимагає іскробезпечного моніторингу, Оптоволокно не має ризику електричної іскри, відповідає вимогам вибухозахищеності).

3. Залізничний транзит (Метро, Високошвидкісна залізниця)

• Основні вимоги: Система електропостачання залізничного транспорту вимагає надзвичайно високої надійності (серйозні наслідки відключення), розподільні пристрої здебільшого розташовані в тунелях, автобази та інші вузькі приміщення.
• Типові програми:
  • Розподільні пристрої тягової підстанції 35 кВ метро (великий вплив тягового навантаження, контакти легко перегріваються);
  • Розподільний пристрій швидкісної залізничної станції 10 кВ (зовнішнє або напіввідкрите середовище, повинні витримувати високі і низькі температури, дощ і сніг, Флуоресцентна волоконна оптика має стійкість до погодних умов).

4. Комерційні та цивільні будівлі (Офісні будівлі, Великі майданчики)

• Основні вимоги: Забезпечте електроживлення для критичного обладнання, такого як ліфти та кондиціонери, уникнути впливу на досвід користувача через збої в розповсюдженні.
• Типові програми:
  • Розподільні шафи низької напруги супервисокої офісної будівлі (хоч і низької напруги, але щільний вантаж, з'єднання шин легко перегріваються);
  • Розподільний пристрій великого торгового центру (закрите середовище, традиційне інфрачервоне вимірювання температури, через які важко проникнути через дверцята шафи, люмінесцентна волоконно-оптична оптика може мати вбудований моніторинг).

3. Сценарії застосування в особливих середовищах

1. Сильні електромагнітні перешкоди

Наприклад, розподільні пристрої поблизу трансформаторів і реакторів (сильні електромагнітні поля навколо), традиційні термопари та бездротові датчики легко піддаються перешкодам, викликаючи спотворення даних, в той час як флуоресцентна волоконна оптика передає оптичні сигнали, повне уникнення проблем електромагнітного з’єднання.

2. Обмежений простір або закрите середовище

Наприклад, компактні розподільні пристрої (такі як тумби з ящиками MNS), Повністю закритий розподільний пристрій GIS, з щільними внутрішніми компонентами, для інфрачервоного вимірювання температури потрібно відкрити дверцята шафи (існують ризики безпеки), тоді як флуоресцентні волоконно-оптичні зонди можна вбудовувати у вузькі щілини (діаметр лише 1~2 мм), досягнення моніторингу без розбирання корпусу.

3. Висока вологість, Запилене середовище

Таких як цементні заводи, підземні гірничі розподільні приміщення (сильний пил), розподільні кімнати південного вологого регіону, Для флуоресцентних волоконно-оптичних зондів використовується упаковка захисту IP65 і вище, стійкий до пилу, вологостійкий, запобігання виходу з ладу традиційних датчиків через накопичення вологи та пилу.

4. Довгострокові сценарії без обслуговування

Таких як необслуговувані підстанції, дистанційні фотоелектричні/вітряні підвищувальні станції, флуоресцентні волоконно-оптичні зонди є пасивними пристроями (не вимагає живлення від батареї), термін служби може досягати більше ніж 10 Років, зниження вартості заміни на місці обслуговуючим персоналом.

4. Порівняння адаптивності сценарію з традиційними технологіями вимірювання температури

Характеристики сценарію	Обмеження традиційних технологій (Інфрачервоний, Бездротовий)	Адаптивність Переваги флуоресцентної волоконно-оптичної системи
НАПРУГА, Сильний електромагнітний	Високий ризик ізоляції, дані легко втручаються	Оптоволоконна ізоляція, Захист від електромагнітних перешкод, встановлюється безпосередньо поблизу високовольтних компонентів
Закритий/вузький простір	Для інфрачервоного випромінювання потрібен контакт прямої видимості, слабке проникнення бездротового сигналу	Оптоволокно можна гнучко розташувати, вбудований зонд без розбирання корпусу
Висока вологість, Запилений	Датчики легко піддаються впливу вологи та пилу, зниження точності	Герметична конструкція зонда, стійкий до агресивного середовища
Тривалий час без нагляду	Бездротові датчики потребують регулярної заміни батареї, висока вартість обслуговування	Пасивний зонд, Довгий термін служби, не вимагає обслуговування

Резюме

Основні сценарії застосування системи моніторингу температури розподільних пристроїв на основі флуоресцентного волоконно-оптичного вимірювання температури охоплюють енергосистеми середньої та високої напруги, промислове виробництво, залізничний транзит, розподіл будівель та інші сфери. Особливо в ситуаціях із сильними електромагнітними перешкодами, НАПРУГА, закриті вузькі простори, жорсткі умови навколишнього середовища та потребують тривалої роботи без обслуговування, він демонструє переваги, які традиційні технології не можуть замінити. Суть його застосування полягає в досягненні надійного вимірювання температури, включення розподільних пристроїв “обслуговування за умовами” замінити “регулярне обслуговування при відключенні електроенергії”, в кінцевому підсумку підвищення безпеки та економічності енергосистем.

Волоконно-оптичний датчик температури, Інтелектуальна система моніторингу, Виробник розподіленого волоконно-оптичного волокна в Китаї