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Sonda di misura in fibra ottica su apparecchiatura di un trasformatore ad alta tensione

MISURA DIRETTA IN FIBRA OTTICA

Misura diretta dei punti caldi dei trasformatori con sensori in fibra ottica

Misura direttamente la temperatura in punti selezionati degli avvolgimenti con sensori in fibra ottica a fluorescenza. Ogni sonda rileva un punto fisico definito e invia il segnale ottico a uno strumento esterno di monitoraggio.

Punto direttoMisura
ElettricoIsolamento
MultipuntoMonitoraggio
Avvolgimento del trasformatoreMisura
Monitoraggio della temperatura dei trasformatori

Che cos’è il monitoraggio dei punti caldi di un trasformatore?

Il monitoraggio dei punti caldi riguarda posizioni degli avvolgimenti soggette a notevole sollecitazione termica. Quando la posizione rilevante è nota, è possibile installare una sonda in fibra ottica direttamente in quel punto per misurare la temperatura durante l’esercizio o le prove.

A differenza della temperatura stimata dell’avvolgimento, la misura diretta fornisce la temperatura nel punto fisico in cui è installata la punta sensibile. Non cerca automaticamente un punto caldo sconosciuto lungo l’avvolgimento.

La misura in fibra ottica a fluorescenza è utile perché nel punto sensibile non richiede cablaggio metallico per il segnale elettrico.

Misura diretta del punto caldo e temperatura stimata dell’avvolgimento a confronto

Misura puntuale direttaTemperatura misurata nella posizione in cui è installato il sensore
VS
Temperatura stimata degli avvolgimentiTemperatura ricavata da dati operativi e da un modello termico o metodo d’indicazione

Perché misurare direttamente i punti caldi degli avvolgimenti?

La misura diretta fornisce dati di temperatura da una posizione fisica selezionata dell’avvolgimento. Questi dati si possono confrontare con temperatura dell’olio superiore, temperatura calcolata dell’avvolgimento o altre informazioni termiche del trasformatore.

Misura diretta e stima indiretta hanno scopi diversi: la prima rileva la temperatura nel punto d’installazione, la seconda rappresenta un parametro termico calcolato o indicato.

MetodoBase della misuraChe cosa rappresenta
Misura superficialeSensore sulla superficie esternaTemperatura nel punto superficiale accessibile
Temperatura stimata degli avvolgimentiDati operativi e modello termico o metodo d’indicazioneTemperatura stimata o indicata dell’avvolgimento
Misura diretta a fibra otticaSensore installato in un punto fisico definitoTemperatura misurata nella posizione d’installazione

Come funziona la misura diretta dei punti caldi in fibra ottica

01

Posizionamento della sonda

Posizionamento della sonda

Installa la punta in fibra ottica nel punto di misura selezionato.

02

Eccitazione ottica

Eccitazione ottica

La luce di eccitazione attraversa la fibra e raggiunge il materiale sensibile a fluorescenza.

03

Decadimento della fluorescenza

Decadimento della fluorescenza

Dopo l’eccitazione, la risposta fluorescente decade; l’andamento del decadimento varia con la temperatura.

04

Calcolo della temperatura

Calcolo della temperatura

Uno strumento compatibile analizza il decadimento della fluorescenza e calcola la temperatura nel punto sensibile.

Architettura del sistema di monitoraggio dei punti caldi del trasformatore

Sonda di temperatura a fibra ottica

Sonda di temperatura a fibra ottica

Misura la temperatura in un punto definito dell’avvolgimento o in un’altra posizione termica.

Fibra ottica e percorso di prolunga

Fibra ottica e percorso di prolunga

Trasporta luce di eccitazione e di ritorno tra il punto sensibile e lo strumento di monitoraggio.

Strumento di misura

Strumento di misura

Eccita la sonda, analizza la risposta ottica e la converte in dati di temperatura.

Display locale / centralina

Display locale / centralina

Visualizza le temperature disponibili per canale, gli allarmi o gli andamenti secondo la configurazione selezionata.

Integrazione PLC / SCADA

Integrazione PLC / SCADA

Trasferisce i valori a un sistema di monitoraggio o controllo di livello superiore compatibile.

Perché la fibra ottica è adatta alla misura diretta dei punti caldi

Misura puntuale diretta

Misura la temperatura nel punto fisico in cui è installata la punta sensibile.

Isolamento elettrico

Nel punto sensibile non serve un cablaggio metallico per il segnale elettrico.

Resistenza alle interferenze elettromagnetiche

Il segnale di misura viaggia otticamente lungo la fibra.

Monitoraggio multipunto

Punti definiti multipli si misurano con sonde separate e canali compatibili.

Come scegliere i punti di misura dei punti caldi del trasformatore

Il posizionamento dei sensori deve seguire il progetto termico del trasformatore o un altro criterio ingegneristico per individuare zone importanti degli avvolgimenti. Un sensore puntuale misura soltanto la propria posizione d’installazione. Se serve accesso interno, il posizionamento va normalmente pianificato prima dell’assemblaggio finale o durante una fase adeguata di produzione o revisione.

Posizione termica previstaIndividua l’avvolgimento o la zona interna che può subire una sollecitazione termica rilevante.
Copertura di avvolgimenti e fasiDecidi quali avvolgimenti, fasi o posizioni di confronto richiedono misure indipendenti.
Spazio d’installazioneVerifica che la sonda possa essere posizionata senza interferire con il gruppo avvolgimenti.
Protezione meccanicaScegli una struttura adatta a pressione, manipolazione e ambiente d’installazione.
Percorso della fibraPianifica il percorso ottico dal punto interno allo strumento esterno.
Numero di punti di misuraDefinisci il numero di punti indipendenti e di canali di monitoraggio richiesti.

Lista di verifica per la valutazione dell’applicazione

VoceDomanda di verifica
Posizione di misuraOgni punto di misura richiesto sugli avvolgimenti o in altre zone termiche è definito?
Progetto del trasformatore e degli avvolgimentiQuale avvolgimento, fase o zona interna viene monitorata?
Campo di temperaturaL’intervallo richiesto è compatibile con la sonda selezionata?
Struttura della sondaQuale protezione meccanica e quale struttura della punta servono?
Numero di puntiQuante sonde e quanti canali indipendenti sono necessari?
Percorso della fibraCome raggiungerà la fibra ottica lo strumento di monitoraggio esterno?
Integrazione del sistemaCome si devono visualizzare o trasferire i valori di temperatura?

Monitoraggio dei punti caldi del trasformatore: punto singolo o multipunto

Sonda diritta in fibra ottica con connettore ST e punto sensibile

Misura diretta a punto singolo

Una sonda misura un singolo punto fisico definito.

Utile quando occorre misurare direttamente una posizione termica selezionata.

Richiede un canale di monitoraggio attivo compatibile.

VS

Monitoraggio multipunto

Più sonde misurano indipendentemente diverse posizioni fisiche definite.

Utile per confrontare posizioni degli avvolgimenti, fasi o zone termiche.

Richiede uno strumento con il numero corrispondente di canali attivi.

Sistema multicanale di monitoraggio della temperatura in fibra ottica

Pianifica il monitoraggio multipunto della temperatura

Parametri da confermare prima della valutazione tecnica

Tipo di trasformatore

Avvolgimento e posizione di misura

Campo di temperatura previsto

Numero di punti di misura

Struttura della sonda richiesta

Percorso / lunghezza della fibra richiesti

Passaggio nel serbatoio o requisiti d’installazione

Strumento di monitoraggio e numero di canali

Requisiti di display o collegamento PLC / SCADA

Invia direttamente i tuoi requisiti

Indica tipo di trasformatore, punti target, intervallo di temperatura previsto, numero di punti e interfaccia di monitoraggio richiesta. INNO può aiutarti a scegliere sonda, percorso della fibra e strumento compatibile.

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Domande frequenti sul monitoraggio diretto dei punti caldi

Che cosa indica la temperatura del punto caldo di un trasformatore?

La temperatura del punto caldo del trasformatore è quella di una zona localizzata dell’avvolgimento soggetta a notevole sollecitazione termica. La posizione dipende da progetto del trasformatore, geometria degli avvolgimenti, carico e condizioni di raffreddamento.

Come funziona il monitoraggio diretto dei punti caldi in fibra ottica?

Una sonda in fibra ottica viene installata in un punto definito dell’avvolgimento o in un’altra posizione termica. La punta sensibile misura la temperatura in quel punto fisico e la fibra ottica porta il segnale a uno strumento esterno compatibile.

Un sensore in fibra ottica individua automaticamente il punto più caldo sconosciuto di un avvolgimento?

No. Un sensore puntuale in fibra ottica misura solo il punto fisico in cui è installato. La posizione prevista del punto caldo o della zona termicamente critica va identificata prima di posizionare il sensore.

Qual è la differenza tra misura diretta del punto caldo e temperatura stimata dell’avvolgimento?

La misura diretta restituisce la temperatura nel punto in cui è installato il sensore. La temperatura stimata dell’avvolgimento si ricava da altri dati misurati e da un modello termico o da un metodo d’indicazione. I due metodi forniscono informazioni diverse e possono essere usati insieme.

Dove si installano i sensori in fibra ottica negli avvolgimenti dei trasformatori?

Le posizioni devono seguire il progetto termico del trasformatore o un altro criterio ingegneristico per individuare le zone importanti dell’avvolgimento. Possono variare in base a geometria, fase, raffreddamento e obiettivi di monitoraggio.

Quanti sensori servono per monitorare i punti caldi del trasformatore?

Dipende dal numero di punti dell’avvolgimento o di altre zone termiche che occorre misurare indipendentemente. La misura puntuale richiede normalmente una sonda e un canale di monitoraggio attivo per ogni posizione fisica.

Il monitoraggio dei punti caldi in fibra ottica può utilizzare più punti di misura?

Sì. Più sonde possono misurare contemporaneamente posizioni selezionate se collegate a uno strumento multicanale compatibile. Ogni sonda resta associata al proprio punto fisico.

I dati dei punti caldi del trasformatore possono essere inviati a PLC o SCADA?

Sì, se lo strumento di monitoraggio scelto dispone di un’interfaccia industriale compatibile. La sonda si collega allo strumento, che trasmette i dati di temperatura al sistema di supervisione o controllo.

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Invia tipo di trasformatore, punti target sugli avvolgimenti, numero di punti sensibili e requisiti di monitoraggio per una valutazione tecnica.

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