CASO APPLICATIVO DI MONITORAGGIO DELLA TEMPERATURA A FIBRA OTTICA

Monitoraggio termico dei quadri di una centrale idroelettrica

I sensori a fibra ottica a fluorescenza misurano connessioni critiche all'interno di quadri ad alta tensione, con isolamento elettrico e resistenza ai forti disturbi elettromagnetici.

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Strumenti di monitoraggio a fibra ottica per quadri ad alta tensione — Strumenti di monitoraggio mostrati nella documentazione del progetto per i quadri della centrale idroelettrica.

Configurazione di monitoraggio dei quadri ad alta tensione in una centrale idroelettrica — Seconda immagine documentale dell’ambiente applicativo dei quadri elettrici.

Applicazione

Quadro ad alta tensione in una centrale idroelettrica dello Shaanxi, Cina

Ambiente operativo

Alta tensione e forti interferenze elettromagnetiche

Punti di misura

Connessioni critiche del quadro elettrico

Integrazione del sistema

SCADA tramite comunicazione Modbus

Descrizione del progetto

Il progetto ha applicato la misura della temperatura a fibra ottica fluorescente ai quadri ad alta tensione di una centrale idroelettrica nella provincia dello Shaanxi, in Cina. Le sonde sono state installate su connessioni elettriche selezionate per misurare direttamente la temperatura mantenendo l’isolamento elettrico dall’apparecchiatura.

Il sistema di monitoraggio è stato integrato nello SCADA della centrale tramite comunicazione Modbus. I dati di temperatura possono così essere controllati centralmente insieme alle altre informazioni operative degli impianti.

Esigenze di monitoraggio

Giunzioni percorse da corrente, collegamenti delle sbarre e terminali dei cavi nei quadri possono riscaldarsi durante l’esercizio. Questi punti sono chiusi e si trovano in un ambiente ad alta tensione con forti interferenze elettromagnetiche; i sensori elettrici convenzionali possono quindi richiedere particolare attenzione all’isolamento e al cablaggio del segnale.

Il progetto richiedeva la misura diretta di connessioni interne selezionate senza introdurre percorsi conduttivi nei punti monitorati. I dati dovevano inoltre essere trasmessi al sistema di supervisione esistente della centrale.

Soluzione di monitoraggio a fibra ottica

Sonde di temperatura a fibra ottica fluorescente sono state installate sulle connessioni selezionate dei quadri. Ogni sonda misura un punto definito; la fibra trasporta i segnali di eccitazione e ritorno allo strumento di monitoraggio.

Il percorso ottico mantiene l’isolamento elettrico e offre un’elevata resistenza alle interferenze elettromagnetiche, caratteristica utile per misurare la temperatura all’interno di quadri ad alta tensione.

Misura diretta delle connessioni critiche
Isolamento elettrico nei punti di misura ad alta tensione
Elevata resistenza alle interferenze elettromagnetiche
Canali di monitoraggio della temperatura indipendenti
Adatto a installazioni all’interno dei quadri elettrici

Punti di misura e configurazione dei canali

I punti sono stati definiti in base alla struttura dei quadri e alle posizioni da controllare. Le sonde sono state assegnate alle connessioni critiche, così da monitorare ogni posizione separatamente.

I canali possono essere identificati per scomparto, fase o posizione della connessione. Numero di sonde e canali si configura secondo la disposizione dell’apparecchiatura e le esigenze di monitoraggio.

Installazione e integrazione SCADA

Le sonde e le fibre sono state instradate all’interno dei quadri rispettando le distanze elettriche previste ed evitando i meccanismi in movimento. Il percorso tiene conto anche di protezione meccanica, spazio d’installazione e accesso per la manutenzione.

Lo strumento di monitoraggio a fibra ottica è stato collegato allo SCADA della centrale tramite Modbus. I valori dei singoli canali possono quindi essere consultati e gestiti dalla piattaforma di supervisione esistente.

Risultato del progetto

L’installazione misura direttamente i punti selezionati delle connessioni nei quadri ad alta tensione attraverso un percorso ottico elettricamente isolato. Lo strumento acquisisce i dati e li trasmette allo SCADA della centrale tramite Modbus.

Il caso documenta una configurazione applicabile a centrali idroelettriche, sottostazioni, impianti di generazione e altri quadri ad alta tensione, quando sono richiesti isolamento elettrico e resistenza alle interferenze elettromagnetiche.