Il n’existe pas de nombre fixe universel de capteurs à fibre optique pour tous les transformateurs. Le nombre nécessaire à la surveillance des enroulements dépend des emplacements physiques indépendants à mesurer directement, et non d’une quantité standard applicable à toutes les conceptions.
En mesure ponctuelle par fluorescence, un point défini nécessite normalement une sonde à fibre optique raccordée à une voie active. Cette relation — un point défini, une sonde, une voie active — est le point de départ du calcul du nombre de capteurs pour tout projet de surveillance des enroulements de transformateurs.
Le nombre de capteurs dépend de plusieurs facteurs : le nombre de phases à couvrir, les emplacements à mesurer dans les enroulements, l’identification préalable éventuelle de zones thermiquement critiques et le nombre de voies actives disponibles sur l’instrument. Les sections suivantes détaillent chacun de ces facteurs et proposent des exemples de configuration pour les transformateurs immergés et secs.
Un capteur mesure un emplacement défini de l’enroulement
Un capteur ponctuel mesure un emplacement physique défini. Une sonde à fibre optique par fluorescence indique la température à la position de son extrémité sensible, et rien au-delà.
Le nombre de capteurs suit donc directement celui des emplacements indépendants nécessitant une mesure directe. Trois emplacements nécessitent normalement trois sondes et au moins trois voies actives ; six emplacements nécessitent normalement six sondes et au moins six voies actives.
Ces les capteurs de température à fibre optique sont des capteurs ponctuels. Ce ne sont pas des dispositifs de mesure distribuée de température (DTS). Un groupe de sondes raccordé à un instrument ne devient pas un système continu ou distribué : il reste un ensemble de mesures ponctuelles indépendantes aux emplacements choisis.
Qu’est-ce qui détermine le nombre de capteurs ?
Plusieurs facteurs déterminent le nombre réel de sondes nécessaire à un projet donné de surveillance des enroulements.
Couverture des phases
Un projet peut surveiller une seule phase, les trois phases ou comparer les phases. Si l’objectif est de comparer les températures des phases A, B et C, au moins un emplacement est normalement choisi sur chaque phase surveillée.
Couverture des enroulements
Un projet peut surveiller une seule zone d’enroulement ou plusieurs positions indépendantes dans le même enroulement, par exemple différentes positions axiales ou sections. Chaque emplacement indépendant supplémentaire ajoute une sonde.
Emplacements thermiques connus
Lorsque les données de conception thermique, les essais d’usine ou les analyses antérieures ont identifié des emplacements d’intérêt, les sondes sont normalement installées à ces points thermiquement critiques connus plutôt qu’à des positions arbitraires.
Objectif de mesure
Un seul point de vérification demande un nombre de capteurs différent d’une surveillance multipoint durable visant à suivre plusieurs emplacements pendant la vie du transformateur.
Comparaison entre emplacements
Pour comparer les températures de différentes phases, de différents enroulements ou de différentes positions axiales, chaque emplacement comparé doit posséder sa propre sonde et sa voie active. Une seule sonde ne représente que l’emplacement où elle est installée.
Capacité en voies de surveillance
Le nombre de capteurs et de voies doit correspondre. L’instrument doit fournir au moins autant de voies actives compatibles que de sondes à mesurer indépendamment.
Exemples de nombres de capteurs pour les enroulements de transformateurs
Le tableau ci-dessous présente des exemples de configuration, et non des règles universelles de conception des transformateurs.
| Objectif de surveillance | Exemple de disposition | Nombre habituel de sondes | Nombre minimal de voies actives |
|---|---|---|---|
| Un point d’enroulement défini | 1 emplacement choisi | 1 | 1 |
| Un point par phase | 3 phases × 1 emplacement | 3 | 3 |
| Deux points sélectionnés par phase | 3 phases × 2 emplacements | 6 | 6 |
| Trois points sélectionnés par phase | 3 phases × 3 emplacements | 9 | 9 |
Ce sont des exemples de configuration, pas des règles universelles de conception des transformateurs. Un appareil peut nécessiter moins ou davantage d’emplacements selon ses enroulements et l’objectif de surveillance.
Combien de capteurs utilise-t-on dans les transformateurs à huile ?
Dans les transformateurs immergés dans l’huile, les sondes sont installées aux positions choisies sur les enroulements à l’intérieur de la cuve. Chaque fibre rejoint un point de traversée de cuve, puis l’instrument externe de surveillance.
L’installation des sondes doit normalement être prévue pendant la fabrication ou lors d’une révision appropriée : les extrémités sensibles et les fibres internes se trouvent dans l’enroulement. Le nombre de sondes doit être planifié avec le nombre de voies actives de l’instrument, afin que chaque sonde installée dispose d’une voie correspondante.
Les produits concernés comprennent le capteur de température à fibre optique pour enroulement de transformateur immergé et le système de surveillance thermique à fibre optique pour transformateurs immergés dans l’huile. Les traversées de cuve et accessoires de cheminement relèvent des les composants d’installation à fibre optique pour transformateurs.
Combien de capteurs utilise-t-on dans les transformateurs secs ?
Dans les transformateurs secs, le nombre de capteurs dépend de la géométrie des bobines, du nombre de phases et des emplacements retenus pour la mesure directe. L’espace dans et autour des bobines et le trajet de fibre requis déterminent aussi combien de sondes sont réellement installables.
Pour comparer les phases ou différentes positions des bobines, chaque emplacement comparé nécessite une sonde indépendante. Comme pour les unités immergées, le nombre total doit correspondre aux points indépendants réellement nécessaires, et non à une hypothèse fixe sur le nombre de bobines.
Le choix des sondes pour les installations sèches repose sur les mêmes les capteurs de température à fibre optique utilisées en mesure ponctuelle. Pour un ensemble complet de surveillance, consultez le système de surveillance de température à fibre optique des enroulements de transformateur sec.
Pour comprendre comment le suivi des enroulements complète les autres mesures, notamment l’huile en partie haute et les valeurs WTI/OTI, consultez surveillance thermique des transformateurs.
Davantage de capteurs trouvent-ils automatiquement le point chaud du transformateur ?
Non. Ajouter des sondes augmente le nombre d’emplacements physiques surveillés. Cela ne localise pas automatiquement un point inconnu de température maximale dans l’enroulement.
Les emplacements sont normalement choisis à partir de la conception thermique, de la géométrie des enroulements, des analyses d’ingénierie ou d’essais antérieurs identifiant des zones critiques connues. Une sonde installée à un point chaud choisi indique la température à cet endroit précis ; elle ne balaie pas l’enroulement et ne recherche pas seule le point le plus chaud.
Davantage de sondes surveillent davantage d’emplacements, sans localiser automatiquement un point chaud inconnu. Pour approfondir la sélection et la mesure directe des points chauds, consultez la surveillance directe des points chauds des transformateurs.
Comment le nombre de capteurs détermine le nombre de voies
Le nombre de capteurs et de voies actives est étroitement lié dans les systèmes ponctuels. En fluorescence ponctuelle, chaque sonde indépendante nécessite normalement une voie active compatible.
- 3 sondes nécessitent normalement au moins 3 voies actives
- 6 sondes nécessitent normalement au moins 6 voies actives
- 9 sondes nécessitent normalement au moins 9 voies actives
Les instruments de plus grande capacité s’utilisent lorsqu’un projet nécessite davantage de points indépendants : le nombre de voies doit suivre le nombre de sondes prévu, et non l’inverse. Les options comprennent les transmetteurs et centrales de température à fibre optique ainsi que des systèmes complets de systèmes de surveillance thermique à fibre optique.
Choisir entre une surveillance à 3, 6 et 9 voies
Le nombre de voies doit suivre celui des emplacements physiques indépendants nécessitant une mesure directe et simultanée.
- Configuration à 3 voies : Prend en charge jusqu’à trois capteurs ponctuels indépendants si l’instrument fournit trois voies actives. Un emplacement par phase est un exemple possible en triphasé.
- Configuration à 6 voies : Permet de surveiller jusqu’à six capteurs ponctuels indépendants si l’instrument fournit six voies actives. Deux emplacements par phase constituent un exemple possible en triphasé.
- Configuration à 9 voies : Prend en charge jusqu’à neuf capteurs ponctuels indépendants si l’instrument choisi possède neuf voies actives. Trois emplacements par phase constituent un exemple possible en triphasé.
Ces configurations sont des exemples, pas des règles industrielles fixes pour les transformateurs.
La compatibilité exacte et les fonctions disponibles dépendent de l’instrument retenu. Le bon nombre de voies correspond aux points réellement nécessaires au projet, augmenté de la réserve prévue.
Planification des capteurs pour transformateurs immergés et secs
| Élément de planification | Transformateur immergé dans l’huile | Transformateur sec |
|---|---|---|
| Positionnement des sondes | Emplacements choisis des enroulements dans la cuve | Emplacements sélectionnés dans la structure des bobines |
| Cheminement des fibres | Cheminement interne de l’enroulement à la sortie de cuve | Cheminement le long de la bobine jusqu’à l’instrument externe |
| Accès interne | Accès généralement limité à la fabrication ou à la révision | Accès selon la construction des bobines et l’espace disponible |
| Besoin de traversée de cuve | Nécessite une traversée de cuve | Sans objet sous cette forme ; aucune cuve étanche à traverser |
| Étape d’installation | Normalement prévue pendant la fabrication ou une révision adaptée | Normalement prévu pendant la fabrication ou l’assemblage des bobines |
| Nombre de points de mesure | Déterminé par les positions choisies sur les enroulements et les phases couvertes | Déterminé par les positions choisies dans les bobines et la couverture des phases |
| Planification des voies de surveillance | Adaptée au nombre de sondes installées | Adaptée au nombre de sondes installées |
Points à vérifier pour le nombre de capteurs optiques d’un transformateur
- Type de transformateur (à huile ou sec)
- Nombre de phases
- Agencement des enroulements
- Emplacements de mesure visés
- Emplacements thermiquement critiques connus
- Nombre de points physiques indépendants
- Structure de la sonde
- Espace d’installation disponible
- Cheminement interne des fibres
- Besoin de traversée de cuve, le cas échéant
- Nombre de voies actives nécessaire
- Besoin d’affichage local
- Exigences d’alarme
- Besoin d’intégration PLC / SCADA
Pour un projet de transformateur, le nombre de capteurs doit être confirmé selon la disposition des enroulements et les emplacements physiques mesurés indépendamment, plutôt que choisi à partir d’une quantité standard fixe.