No existe una cantidad fija de sensores de fibra óptica válida para todos los devanados de transformadores. Lo decisivo es cuántas posiciones físicas independientes deben medirse directamente. El número depende del diseño térmico y de la construcción del equipo. Cada sonda necesita un canal asignado; los canales activos y las reservas deben planificarse según los puntos previstos y las necesidades de supervisión.
Para la detección de puntos basada en fluorescencia, un punto de medición definido normalmente requiere una sonda de temperatura de fibra óptica conectada a un canal de monitoreo activo. Esta relación (un punto de medición definido, una sonda, un canal activo) es el punto de partida para planificar el recuento de sensores en cualquier proyecto de monitoreo de temperatura del devanado de un transformador.
Lo que realmente determina la cantidad de sensores es una combinación de factores: cuántas fases deben cubrirse, cuántas ubicaciones de devanado son de interés, si ya se han identificado ubicaciones térmicamente críticas conocidas y cuántos canales de monitoreo activos están disponibles en el instrumento. Las secciones siguientes analizan cada uno de estos factores y brindan ejemplos de configuraciones para transformadores sumergidos en aceite y de tipo seco.
Un sensor mide una ubicación de bobinado definida
Un sensor puntual mide una ubicación física definida. Una sonda de temperatura de fibra óptica basada en fluorescencia informa la temperatura en la posición donde está instalada su punta sensora, y nada más allá de esa posición.
Esto significa que el recuento de sensores se escala directamente con el número de ubicaciones independientes que necesitan medición directa. Si un proyecto requiere mediciones en tres ubicaciones independientes, normalmente necesita tres sondas y al menos tres canales de monitoreo activos. Si se requieren seis ubicaciones independientes, normalmente se necesitan seis sondas y al menos seis canales activos.
Estos sensores de temperatura de fibra óptica son sensores puntuales. No son dispositivos de detección de temperatura distribuida (DTS), y un grupo de sondas puntuales conectadas a un instrumento no se convierte en un sistema de medición continuo o distribuido; sigue siendo un conjunto de mediciones puntuales independientes en las ubicaciones seleccionadas.
¿Qué determina la cantidad de sensores?
Varios factores determinan cuántas sondas realmente necesita un proyecto específico de monitoreo de devanados de transformador.
Cobertura de fase
Un proyecto puede requerir seguimiento en una sola fase, en las tres fases o en forma comparativa entre fases. Si el objetivo de monitoreo incluye comparar la temperatura entre las fases A, B y C, normalmente se selecciona al menos una ubicación de medición en cada fase monitoreada.
Cobertura de bobinado
Un proyecto puede monitorear una sola región de devanado, o puede requerir múltiples ubicaciones independientes dentro del mismo devanado, por ejemplo, diferentes posiciones axiales o diferentes secciones de devanado. Cada ubicación independiente adicional agrega una sonda a la configuración.
Ubicaciones térmicas conocidas
Cuando los datos de diseño térmico, los resultados de las pruebas de fábrica o los análisis de ingeniería previos ya han identificado ubicaciones específicas de interés, las sondas normalmente se instalan en aquellas ubicaciones térmicamente críticas conocidas en lugar de en puntos arbitrarios.
Objetivo de medición
Un único punto de verificación requiere un recuento de sensores diferente al monitoreo multipunto a largo plazo destinado a rastrear el comportamiento de la temperatura en varias ubicaciones durante la vida útil del transformador.
Comparación entre ubicaciones
Si el objetivo es comparar la temperatura entre diferentes fases, devanados o posiciones axiales, cada ubicación que se compara necesita su propia sonda y su propio canal activo; una sola sonda no puede representar más que la ubicación donde está instalada.
Capacidad del canal de monitoreo
El recuento de sensores y el recuento de canales de monitoreo deben coincidir. El instrumento de monitoreo debe proporcionar al menos tantos canales activos compatibles como el número de sondas que deben medirse de forma independiente.
Ejemplo de recuentos de sensores para monitoreo de devanados de transformadores
La siguiente tabla muestra configuraciones de ejemplo. Estos son ejemplos de configuración, no reglas universales de diseño de transformadores.
| Objetivo de monitoreo | Ejemplo de disposición | Conteo típico de sondas | Canales activos mínimos |
|---|---|---|---|
| Un punto de bobinado definido | 1 ubicación seleccionada | 1 | 1 |
| Un punto en cada fase | 3 fases × 1 ubicación | 3 | 3 |
| Dos puntos seleccionados por fase | 3 fases × 2 ubicaciones | 6 | 6 |
| Tres puntos seleccionados por fase | 3 fases × 3 ubicaciones | 9 | 9 |
Estos son ejemplos de configuración, no reglas universales de diseño de transformadores. Un transformador específico puede requerir menos o más ubicaciones dependiendo de su disposición de devanado y objetivo de monitoreo.
¿Cuántos sensores se utilizan en transformadores sumergidos en aceite?
En los transformadores sumergidos en aceite, las sondas se instalan en ubicaciones de devanado seleccionadas dentro del tanque, con la fibra enrutada desde cada punta de detección hasta un punto de penetración o paso del tanque donde se conecta al instrumento de monitoreo externo.
La instalación de la sonda normalmente debe considerarse durante la fabricación o en una etapa de revisión adecuada, ya que las puntas de detección y el enrutamiento interno de la fibra se colocan dentro de la estructura del devanado. Se debe planificar el número de sondas para una determinada unidad junto con el número de canales activos en el instrumento de monitorización, de modo que cada sonda instalada tenga un canal correspondiente disponible.
Los productos relevantes incluyen el sensor de temperatura de fibra óptica de devanado de transformador sumergido en aceite y el sistema de monitoreo de temperatura de fibra óptica de transformador sumergido en aceite . El hardware de penetración y enrutamiento del tanque se incluye en los componentes de instalación de fibra óptica del transformador .
¿Cuántos sensores se utilizan en transformadores de tipo seco?
En transformadores de tipo seco, el recuento de sensores depende de la geometría de la bobina, el número de fases y las ubicaciones de las bobinas seleccionadas para la medición directa. El espacio de instalación disponible dentro y alrededor de las bobinas, junto con la ruta de enrutamiento de fibra requerida, también afecta la cantidad de sondas que se pueden instalar en la práctica.
Si el objetivo de monitoreo incluye comparar temperatura entre fases o entre diferentes posiciones de bobina, cada ubicación comparada requiere su propia sonda independiente. Al igual que con las unidades sumergidas en aceite, el recuento total de sondas debe coincidir con el número de puntos de medición independientes realmente necesarios, no una suposición fija sobre el recuento de bobinas.
La selección de sondas para instalaciones de tipo seco comienza desde los mismos sensores de temperatura de fibra óptica utilizados en todas las aplicaciones de detección de puntos. Para obtener un paquete de monitoreo completo, consulte el sistema de monitoreo de temperatura de fibra óptica de devanado de transformador de tipo seco .
Para obtener una visión más amplia de cómo el monitoreo de la temperatura del devanado encaja con otras mediciones de temperatura del transformador, como las lecturas de aceite superior o WTI/OTI, consulte monitoreo de la temperatura del transformador .
¿Más sensores encuentran automáticamente el punto caliente del transformador?
No. Agregar más sondas aumenta la cantidad de ubicaciones físicas monitoreadas. No identifica automáticamente un punto desconocido más caliente en el devanado.
Las ubicaciones de medición normalmente se seleccionan utilizando datos de diseño térmico, geometría de devanado, análisis de ingeniería o resultados de pruebas anteriores que apuntan a regiones térmicamente críticas conocidas. Una sonda instalada en un punto caliente seleccionado informa la temperatura en ese lugar específico; No escanea el devanado ni busca el punto más caliente por sí solo.
Más sondas aumentan las ubicaciones monitoreadas pero no localizan automáticamente un punto caliente desconocido. Para ver más de cerca cómo se seleccionan y miden directamente las ubicaciones de los puntos calientes, consulte Monitoreo directo de puntos calientes del transformador .
Cómo el recuento de sensores determina el recuento de canales de monitoreo
El recuento de sensores y el recuento de canales de monitoreo activo están estrechamente relacionados en los sistemas de detección de puntos. Para la detección de puntos basada en fluorescencia, cada sonda independiente normalmente requiere un canal de monitoreo activo compatible.
- 3 sondas normalmente requieren al menos 3 canales activos
- 6 sondas normalmente requieren al menos 6 canales activos
- 9 sondas normalmente requieren al menos 9 canales activos
Los instrumentos con mayor número de canales se utilizan cuando se requieren más puntos de medición independientes para un proyecto; el número de canales del instrumento debe seleccionarse para que coincida con el número de sondas planificado, y no al revés. Las opciones de instrumentos incluyen transmisores de temperatura de fibra óptica y hosts de monitoreo , así como sistemas completos de monitoreo de temperatura de fibra óptica .
Cómo elegir entre monitoreo de 3 canales, 6 canales y 9 canales
El recuento de canales debe seleccionarse en función del número de ubicaciones físicas independientes que necesitan una medición directa y simultánea.
- Configuración de 3 canales: Admite hasta tres sensores puntuales monitoreados de forma independiente cuando el instrumento seleccionado proporciona tres canales activos. Una ubicación seleccionada por fase es un posible ejemplo de tres fases.
- Configuración de 6 canales: Admite hasta seis sensores puntuales monitoreados de forma independiente cuando el instrumento seleccionado proporciona seis canales activos. Dos ubicaciones seleccionadas por fase es un posible ejemplo de tres fases.
- Configuración de 9 canales: Admite hasta nueve sensores puntuales monitoreados de forma independiente cuando el instrumento seleccionado proporciona nueve canales activos. Tres ubicaciones seleccionadas por fase es un posible ejemplo de tres fases.
Estos son ejemplos de configuración, no reglas fijas de la industria para transformadores.
La compatibilidad exacta y las funciones disponibles dependen del instrumento de monitoreo seleccionado. El número de canales correcto es aquel que coincide con la cantidad de puntos de medición que el proyecto realmente requiere, más cualquier capacidad sobrante planificada.
Planificación de sensores de transformadores sumergidos en aceite versus de tipo seco
| Elemento de planificación | Transformador sumergido en aceite | Transformador tipo seco |
|---|---|---|
| Colocación de la sonda | Ubicaciones de bobinado seleccionadas dentro del tanque | Ubicaciones de bobinas seleccionadas dentro de la estructura de bobinado |
| Enrutamiento de fibra | Enrutado internamente desde el devanado hasta un punto de salida del tanque | Dirigido a lo largo de la bobina y hacia el instrumento de monitoreo |
| Acceso interno | Acceso normalmente limitado a las etapas de fabricación o revisión | El acceso depende de la construcción del serpentín y del espacio disponible |
| Requisito de penetración del tanque | Requiere una penetración o paso de tanque | No aplica en la misma forma; sin tanque sellado para penetrar |
| Etapa de instalación | Normalmente planificado durante la fabricación o una revisión adecuada | Normalmente planificado durante la fabricación o montaje de la bobina |
| Número de puntos de medición | Determinado por las ubicaciones de devanado seleccionadas y la cobertura de fase | Determinado por las ubicaciones de las bobinas seleccionadas y la cobertura de fase |
| Planificación de canales de monitoreo | Coincidente con el número de sondas instaladas | Coincidente con el número de sondas instaladas |
Lista de verificación del recuento del sensor de fibra óptica del transformador
- Tipo de transformador (bañado en aceite o tipo seco)
- Número de fases
- Disposición del devanado
- Ubicaciones de medición de objetivos
- Ubicaciones térmicamente críticas conocidas
- Número de puntos físicos independientes
- Estructura de la sonda
- Espacio de instalación disponible
- Ruta de fibra interna
- Requisito de paso del tanque, si corresponde
- Recuento de canales activos requerido
- Requisito de visualización local
- Requisito de alarma
- Requisito de integración PLC / SCADA
Para un proyecto de transformador, el recuento de sensores debe confirmarse a partir de la disposición del devanado y el número de ubicaciones físicas monitoreadas de forma independiente en lugar de seleccionarse a partir de una cantidad estándar fija.