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高電圧変圧器機器の光学感温プローブ

直接光ファイバー測定

光ファイバーセンサによる変圧器ホットスポットの直接監視

蛍光式光ファイバーセンサにより、選定した変圧器巻線位置で直接測温します。各プローブは所定の物理的な1点を測り、外部監視計測器へ光信号を送ります。

直接点測定測定
電気絶縁
多点監視
変圧器巻線測定
変圧器温度監視

変圧器ホットスポット監視とは何ですか。

変圧器のホットスポット監視は、大きな熱ストレスが予想される巻線位置に注目します。対象位置が分かっていれば、その点に光ファイバー温度プローブを直接設置し、運転中や試験中の温度を測定できます。

推定巻線温度とは異なり、直接の点測定は感温先端部を設置した物理位置の温度を報告します。巻線内の未知の最高温度点を自動で探索しません。

感温点に金属製の電気信号配線が不要なため、この測定には蛍光式光ファイバー方式が有用です。

直接点測定と推定巻線温度の比較

直接点測定設置した感温位置で測定する温度
比較
推定巻線温度運転入力と熱モデル・指示方式から求める温度

巻線ホットスポットを直接測る理由

直接の点式測温は、選定した巻線位置の温度データを提供します。運転条件の評価時に、上部油温、計算巻線温度、その他の熱情報と比較できます。

直接測定と間接推定は目的が異なります。一方は設置した感温点を報告し、他方はモデル化または指示された熱的パラメータを表します。

方式測定の基礎示す内容
表面測定外表面センサアクセス可能な表面位置の温度
推定巻線温度運転入力と熱モデル・指示方式推定・指示巻線温度
直接光ファイバー測定所定物理点に設置したセンサ。設置位置での測定温度

直接光ファイバーホットスポット測定の仕組み

01

プローブを配置

プローブを配置

選定した温度測定位置へ感温先端部を設置します。

02

光励起

光励起

励起光が光ファイバーを通り、蛍光感温材へ届きます。

03

蛍光減衰

蛍光減衰

励起後の蛍光応答は減衰し、その挙動が温度によって変化します。

04

温度計算

温度計算

対応監視計器が蛍光減衰を評価し、その感温点の温度を計算します。

変圧器ホットスポット監視システム構成

光ファイバー温度プローブ

光ファイバー温度プローブ

所定の巻線位置・熱的位置で温度を測定します。

光ファイバー・延長経路

光ファイバー・延長経路

感温点と監視機器間で励起光と戻り光を伝送します。

監視計測器

監視計測器

プローブを励起し、光学応答を評価して温度データへ換算します。

現場表示・監視ホスト

現場表示・監視ホスト

選定構成に応じて、利用可能チャンネルの温度、警報、傾向を表示します。

PLC / SCADA連携

PLC / SCADA連携

温度値を対応する上位監視・制御へ送ります。

光センサが直接ホットスポット測定に適する理由

直接点測定

感温先端を設置した物理点の温度を測定します。

電気的絶縁

感温位置に金属製電気信号配線は不要です。

EMI耐性

測定情報は検出経路を通して光で伝送します。

多点監視

個別プローブと対応監視チャンネルで、複数の指定位置を測定できます。

変圧器ホットスポット測定点の選定方法

センサ配置は、変圧器の熱設計、または熱的に重要な巻線位置を特定する別の技術的根拠に従う必要があります。点式センサが測るのは設置した位置だけです。内部へのアクセスが必要な場合は、通常、最終組立前、または適切な製造・オーバーホール段階で配置を計画します。

予想熱的位置大きな熱的ストレスが予想される巻線・内部領域を特定します。
巻線・相の監視範囲。独立測定が必要な巻線、相、比較位置を決めます。
設置スペース巻線アセンブリに干渉せず、プローブ構造を配置できることを確認してください。
機械的保護圧力、取り扱い、設置環境に適した構造を選んでください。
ファイバー経路内部感温位置から外部監視機器までの光経路を計画します。
測定点数必要な独立感温位置数とチャンネル数を定めます。

用途検討チェックリスト

項目検討する問い
測定位置必要な巻線・熱測定位置を各々定めたか。
変圧器・巻線設計。どの巻線、相、内部領域を監視しますか。
温度範囲必要範囲は選定プローブに対応していますか。
プローブ構造必要な機械保護・先端構造は何ですか。
点数独立プローブ・チャンネルはいくつ必要ですか。
ファイバー経路光ファイバーを外部監視装置へどう引き出しますか。
システム統合温度値をどう表示・伝送しますか。

変圧器ホットスポットの単点・多点監視の比較

STコネクタと感温点を備えた直線型温度プローブ

単点直接測定

1本は所定の物理的1か所を測ります。

選定温度位置1箇所を直接測る場合に有用です。

対応する有効監視チャンネルが1つ必要です。

比較

多点監視

複数プローブが、所定の複数物理位置を独立して測定します。

巻線位置、相、熱領域の比較に役立ちます。

対応する有効チャンネル数の計測器が必要です。

多チャネル光ファイバー温度監視システム

多点温度監視を計画

技術検討前に確認するパラメータ

変圧器種類

巻線・測定位置

予想温度範囲

感温点数

構造要件。

必要ファイバー経路・長さ

変圧器フィードスルー・設置要件。

監視計測器 / チャネル数

表示・PLC / SCADA要件。

要件を直接送る

変圧器形式、対象測定位置、予想温度範囲、感温点数、必要な監視インターフェースをお知らせください。INNOはプローブ、ファイバー経路、対応監視計器の適合を支援します。

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直接ホットスポット監視FAQ

変圧器ホットスポット温度とは何ですか。

変圧器のホットスポット温度は、大きな熱ストレスが予想される局所的な巻線領域の温度です。位置は設計、巻線形状、負荷、冷却条件によって決まります。

光ファイバーによる直接ホットスポット監視の仕組みは。

巻線や熱的に重要な所定位置へ光ファイバー温度プローブを設置します。感温先端部がその物理点の温度を測定し、光ファイバーが対応する外部監視計測器へ測定信号を伝送します。

光ファイバーセンサは巻線内の最高温度点を自動的に探せますか。

いいえ。点式光ファイバー温度センサは設置した物理位置だけを測ります。予測ホットスポットや熱的に重要な領域は、配置前に特定する必要があります。

ホットスポット直接測定と巻線温度推定の違いは何ですか。

直接測定は、設置した測定点の温度を報告します。推定巻線温度は、他の実測入力と熱モデルや表示方式から求めます。異なる種類の熱情報を提供するため、両者を併用できます。

変圧器巻線のどこへセンサを置きますか。

センサ位置は、変圧器の熱設計、または熱的に重要な巻線領域を特定する技術的根拠に従ってください。選定位置は、巻線形状、相、冷却構成、監視目的によって異なります。

変圧器ホットスポット監視にセンサは何個必要ですか。

独立して測定すべき巻線位置や温度位置の数によります。点式測温では通常、物理的な測定位置ごとにプローブ1本と有効監視チャネル1系統を使用します。

ホットスポット監視は多点測定できますか。

はい。複数プローブを対応する多チャンネル監視計測器につなぐと、選定した複数箇所を同時測定できます。各プローブは固有の物理的な感温点に対応します。

変圧器ホットスポット温度をPLC・SCADAへ送れますか。

はい。選定した監視計測器が互換性のある産業用通信インターフェースを備えている場合に可能です。プローブを監視計測器へ接続し、計測器が上位の監視・制御システムへ温度データを提供します。

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