광섬유 온도 센서는 일반적으로 운전 온도가 가장 높거나 핫스폿이 예상되는 권선의 선정 위치에 설치합니다. 정확한 위치는 변압기 설계, 권선 형상, 냉각 방식, 도체 전류 분포, 절연 구조 및 변압기 열 설계에 따라 달라집니다.
유입식 변압기는 제조 중 권선 구조 안의 도체 또는 권선 핫스폿으로 선정된 위치 가까이에 광섬유 프로브를 내장하거나 배치하는 경우가 많습니다. 건식 변압기는 구조에 따라 권선의 선정 위치나 접근 가능한 권선 구조 내부에 프로브를 배치할 수 있습니다.
형광 기반 포인트 광섬유 온도 측정에서는 프로브 하나가 지정된 한 지점을 측정하고 광섬유가 권선에서 모니터링 계측기까지 신호를 전달합니다. 위치가 모든 변압기에 동일하게 정해져 있는 것은 아닙니다. 변압기의 열 설계와 권선 구조를 바탕으로 설계자 또는 제조사가 정합니다.
변압기 권선에서 광섬유 온도 센서는 주로 어디에 설치하나요?
일반적인 설치 후보에는 선정된 권선 핫스폿 구역, 고온 운전이 예상되는 도체 근처, 일부 설계에서 열 조건이 더 가혹할 수 있는 권선 상부, 열 검증이 필요한 권선 중간 또는 하부가 있습니다. 열 계산이나 설계 경험으로 정한 고압 권선, 저압 권선 또는 특정 권선 구간에도 설치할 수 있습니다.
손실, 오일 흐름 및 냉각의 상호작용으로 권선 상부가 중요한 설계도 있지만 실제 핫스폿 위치는 권선 및 냉각 설계에 따라 달라집니다. 모든 변압기에 적용되는 단일 위치는 없으므로 일반 규칙이 아니라 해당 변압기의 열 설계를 기준으로 정해야 합니다.
센서를 권선 핫스폿 가까이에 두는 이유는 무엇인가요?
권선 온도를 직접 측정하면 추정값이 아니라 예상 핫스폿 구역으로 선정한 물리적 지점의 온도를 얻을 수 있습니다. 권선 핫스폿 위치는 전류 밀도, 도체 손실, 표유 손실, 냉각 효과, 오일 순환, 권선 형상 및 절연 구조의 영향을 받습니다.
따라서 센서 위치는 단순히 접근하기 쉬운 곳이 아니라 의미 있는 열 측정 지점을 나타내야 합니다. 변압기의 예상 열 거동에 부합하는 지점을 선택해야 권선 핫스폿 모니터링에 유용한 값이 됩니다.
센서를 항상 권선 상부에 설치하나요?
아닙니다. 일부 변압기에서는 권선 상부가 중요한 온도 구역일 수 있지만 핫스폿이 항상 권선 상단에 있는 것은 아닙니다. 권선 유형, 오일 흐름, 냉각 덕트, 도체 배치, 부하 분포 및 냉각 방식에 따라 실제 위치가 달라집니다.
일부 변압기 제조사는 상부 한 지점만 기준으로 삼는 대신 권선 높이에 따라 프로브 여러 개를 설치합니다. 이 경우 연속 온도 분포를 직접 측정하는 것은 아니며, 권선의 독립된 위치별 측정값을 비교할 수 있습니다.
센서는 고압 권선, 저압 권선, 또는 양쪽에 설치해야 하나요?
변압기 설계와 모니터링 목적에 따라 다릅니다. 계산된 열 거동, 권선 전류, 도체 형상, 냉각 조건, 변압기 정격 및 모니터링 목표를 기준으로 고압 권선, 저압 권선, 양쪽 권선, 선정된 상 또는 권선 구간을 측정할 수 있습니다.
고압 권선 또는 저압 권선이 항상 더 뜨겁다는 일반 규칙은 없습니다. 변압기 설계마다 달라지므로 해당 장치의 열 분석에 따라 결정해야 합니다.
여러 센서 위치를 사용하는 이유는 무엇인가요?
온도 지점 하나로 권선 전체의 상태를 나타낼 수는 없습니다. 여러 측정 위치로 상별 위치, 권선 높이, 고압 및 저압 권선 위치, 서로 다른 열 구역과 설계 단계에서 확인된 핫스폿을 측정합니다.
이것이 다점 온도 모니터링의 기초입니다. 포인트 광섬유 프로브마다 일반적으로 다채널 온도 모니터링 계측기의 채널 하나를 배정해 권선의 여러 위치를 동시에 관찰할 수 있습니다.
변압기의 일반적인 광섬유 센서 위치
| 측정 구역 | 모니터링할 수 있는 이유 | 선정 시 고려사항 |
|---|---|---|
| 권선 상부 | 일부 설계에서 온도가 높을 가능성이 있는 구역 | 냉각 및 권선 설계 |
| 권선 중간부 | 온도 분포 검증 | 권선 형상 및 오일 흐름 |
| 권선 하부 | 열 분포 모니터링 | 냉각 경로 및 권선 구조 |
| 고압 권선 | 선정된 전기적·열적 모니터링 지점 | 변압기 열 설계 |
| 저압 권선 | 선정된 열 측정 지점 | 전류 및 권선 구조 |
| 상별 위치 | 상간 온도 거동 비교 | 변압기 상 구성 |
| 여러 권선 구간 | 온도 거동을 더 넓게 파악 | 사용 가능한 모니터링 채널 |
가능한 측정 위치 예시이며 모든 변압기에 필수로 설치해야 하는 지점은 아닙니다.
프로브 팁은 어디에 배치하나요?
감지 팁은 일반적으로 선정된 권선 측정 위치 가까이에 배치합니다. 변압기 설계에 따라 권선 도체와 절연 구조 사이, 스페이서 또는 지정된 센서 채널 내부, 선정된 도체 옆 또는 설계된 권선 측정 위치에 둘 수 있습니다.
구체적인 장착 간격, 압착 방법 및 절연 간격은 권선 설계의 일부로 변압기 제조사가 정합니다. 광섬유 자체는 권선 구조를 고려해 설계된 보호 경로를 따라 감지 지점에서 떨어진 곳으로 배선하며, 자세한 내용은 광섬유 온도 센서에 적합한 광섬유 길이를 선택하는 방법.
변압기 권선에 광섬유 센서를 언제 설치하나요?
유입식 변압기 권선은 일반적으로 제조 또는 권선 조립 단계에서 프로브를 통합합니다. 권선이 완성되고 절연 구조를 조립한 뒤 탱크를 닫으면 내부 권선에 접근하기가 매우 어렵습니다.
따라서 센서 위치와 광섬유 경로는 현장에서 나중에 정하기보다 변압기 설계 및 제조 단계에서 계획하는 것이 일반적입니다.
기존 변압기에 광섬유 센서를 추가할 수 있나요?
측정 대상에 따라 다릅니다. 유입식 변압기의 내부 권선 온도를 측정하려면 조립 중 권선 구조에 물리적으로 접근해야 하므로 완성된 권선에 센서를 간단히 추가하기 어렵습니다.
반면 개조형 모니터링은 상부 오일이나 접근 가능한 장비 온도 지점을 대상으로 할 수 있습니다. 접근 가능한 지점의 개조 모니터링과 제조 단계에서 계획하는 내장 권선 측정을 혼동해서는 안 됩니다.
유입식 변압기의 센서 위치
유입식 변압기는 권선 냉각 덕트와 오일 흐름을 고려해 변압기 열 설계 단계에서 선정된 위치에 감지 프로브를 배치합니다. 광섬유는 적절한 탱크 피드스루까지 배선한 뒤 외부 모니터링 계측기에 연결합니다.
직접 권선 온도 측정 방법은 변압기 권선 온도 측정 방법에서 더 자세히 설명하며, 전체 적용 내용은 변압기 온도 모니터링 변압기 온도 모니터링
의 적용 페이지에서 확인할 수 있습니다.
건식 변압기의 센서 위치
건식 변압기는 유입식과 센서 위치가 동일하지 않습니다. 구조에 따라 상 권선, 코일 표면, 내부 권선 구역, 선정된 도체 또는 권선 구간, 온도 제어기 위치 부근에 프로브를 배치할 수 있습니다.
직접 광학 감지, 전기 절연 또는 전자기 간섭 내성이 필요한 선정된 권선 위치에 광섬유 프로브를 설치할 수 있습니다. 많은 건식 변압기 온도 제어 시스템에서 PT100 센서를 사용하지만, 직접 광학 감지, 전기 절연 또는 특수 고전압 측정 조건이 필요한 경우 광섬유 센서를 검토할 수 있습니다.
변압기 권선에는 광섬유 센서가 몇 개 필요한가요?
필요 수량은 상 수, 모니터링할 권선 수, 관심 권선 높이, 모니터링 목적, 변압기 크기, 열 설계 및 사용 가능한 모니터링 채널에 따라 달라집니다.
유입식 변압기용 광섬유 시스템은 6, 8, 9, 12 또는 16채널 등의 다채널 구성을 사용하는 경우가 많고, 건식 변압기는 3, 4, 6 또는 7채널을 사용하는 경우가 있습니다. 이는 일반적인 시스템 구성 예이지 필수 프로브 수가 아닙니다. 실제 센서 수량은 해당 변압기에 지정된 측정 지점 수에 맞춰야 합니다.
센서마다 모니터링 채널이 하나씩 필요한가요?
예. 포인트 광섬유 온도 모니터링 시스템에서는 활성 감지 프로브마다 일반적으로 측정 채널 하나를 사용합니다. 예를 들어 선정된 권선 측정 지점 6곳에는 계측기의 활성 센서 채널 6개가 필요합니다. 향후 확장이 예상되면 채널 용량이 더 큰 모니터링 계측기를 미리 선정할 수 있습니다. 채널 계획은 .
광섬유 온도 모니터링에 필요한 채널 수
변압기 설계는 센서 위치에 어떤 영향을 주나요?
- 센서 위치는 변압기의 다음 설계 요소에 직접 영향을 받습니다.
- 권선 형상
- 디스크, 레이어 또는 포일 권선 구조
- 냉각 덕트와 오일 흐름 방향
- 절연 설계
- 도체 배치
- 고압/저압 권선 위치
- 상 구성
예상 온도 분포
모든 변압기에 동일한 일반 배치도를 적용하지 말고 변압기 열 설계를 기준으로 센서 위치를 정해야 합니다.
| 방식 | 나타내는 값 | 일반적인 사용 |
|---|---|---|
| 내장 광섬유 센서 | 권선 온도 직접 측정과 추정값 비교 | 선정된 물리적 권선 지점의 실제 온도 |
| 권선 온도 직접 모니터링 | 권선 온도 지시계(WTI) | 시스템 설계에 따라 오일 온도와 부하를 기반으로 계산 또는 모의한 권선 온도 |
| 저항 방식 | 평균 권선 온도 | 변압기 시험 |
| 오일 온도 센서 | 변압기 오일 온도 | 오일 열 상태 모니터링 |
광섬유 프로브는 선정된 감지 지점의 온도를 측정합니다. 권선 전체의 평균 온도를 나타내거나 권선 전체에서 가장 높은 온도를 자동으로 보고하지는 않습니다.
권선 온도 측정에 적합한 지점이란 무엇인가요?
적합한 권선 온도 측정 지점은 열적으로 중요한 권선 위치를 나타내고, 변압기의 열 분석 또는 설계 경험에 부합해야 합니다. 센서 통합에 기계적으로 적합하고 광섬유를 보호해 배선할 수 있으며, 지속적인 모니터링에 유용한 온도 정보를 제공해야 합니다.
센서 위치 및 측정 범위의 한계
1. 모든 변압기의 핫스폿 위치가 같다고 가정합니다. 핫스폿은 권선 및 냉각 설계에 따라 다르므로 다른 프로젝트의 위치를 그대로 적용해서는 안 됩니다.
2. 설치가 가장 쉬운 곳에만 센서를 둡니다. 접근하기 편한 위치가 열적으로 의미 있는 지점을 대표하지 않을 수 있습니다.
3. 측정 지점 하나로 모든 권선과 상을 대표합니다. 센서 하나가 변압기 전체 상태를 설명할 수는 없습니다.
4. 광섬유 경로를 고려하지 않고 센서 위치를 정합니다. 감지 지점에서 피드스루까지 실용적이고 보호된 경로를 확보해야 합니다.
5. 필요한 권선 측정 지점을 정하기 전에 센서 수량을 정합니다. 채널 수는 측정 계획에 따라야 하며 그 반대가 되어서는 안 됩니다.
센서 위치를 선정하기 전에 어떤 정보가 필요한가요?
- 변압기 유형
- 유입식 또는 건식
- 변압기 정격
- 상 수
- 고압/저압 권선 구조
- 권선 구조
- 예상 핫스폿 구역
- 측정 지점 수
- 측정할 권선 높이
- 프로브 수량
- 광섬유 배선
- 광섬유 길이
- 피드스루 위치
- 모니터링 계측기 위치
- 필요한 채널 수
- 필요한 통신 출력