Nie istnieje jedna właściwa liczba sond światłowodowych dla wszystkich uzwojeń transformatorów. Decyduje liczba niezależnych miejsc, których temperaturę trzeba mierzyć bezpośrednio. Konfiguracja wynika z projektu cieplnego, konstrukcji uzwojeń i rozmieszczenia przewidywanych gorących punktów. Każdej sondzie należy przypisać odpowiedni kanał pomiarowy, a liczbę aktywnych oraz rezerwowych kanałów ustalić według rzeczywistego planu monitoringu danego urządzenia.
W przypadku wykrywania punktu w oparciu o fluorescencję, jeden zdefiniowany punkt pomiarowy zwykle wymaga jednej światłowodowej sondy temperatury podłączonej do jednego aktywnego kanału monitorowania. Ta zależność – jeden zdefiniowany punkt pomiarowy, jedna sonda, jeden aktywny kanał – jest punktem wyjścia do planowania liczby czujników w dowolnym projekcie monitorowania temperatury uzwojenia transformatora.
To, co faktycznie określa liczbę czujników, to kombinacja czynników: ile faz należy objąć, ile lokalizacji uzwojeń jest interesujących, czy zidentyfikowano już znane lokalizacje krytyczne pod względem termicznym oraz ile aktywnych kanałów monitorowania jest dostępnych w instrumencie. W poniższych sekcjach omówiono każdy z tych czynników i podano przykładowe konfiguracje transformatorów zanurzonych w oleju i transformatorów suchych.
Jeden czujnik mierzy jedno określone położenie uzwojenia
Czujnik jednopunktowy mierzy jedną określoną lokalizację fizyczną. Oparta na fluorescencji światłowodowa sonda temperatury podaje temperaturę w miejscu, w którym zainstalowana jest jej końcówka pomiarowa, i nic poza tą pozycją.
Oznacza to, że liczba czujników skaluje się bezpośrednio z liczbą niezależnych lokalizacji wymagających bezpośredniego pomiaru. Jeśli projekt wymaga pomiaru w trzech niezależnych lokalizacjach, zwykle potrzebne są trzy sondy i co najmniej trzy aktywne kanały monitorujące. Jeśli potrzebnych jest sześć niezależnych lokalizacji, zwykle potrzebnych jest sześć sond i co najmniej sześć aktywnych kanałów.
Te światłowodowe czujniki temperatury są czujnikami punktowymi. Nie są to rozproszone urządzenia do pomiaru temperatury (DTS), a grupa sond punktowych podłączona do jednego przyrządu nie staje się ciągłym lub rozproszonym systemem pomiarowym – pozostaje zbiorem niezależnych pomiarów punktowych w wybranych lokalizacjach.
Od czego zależy liczba czujników?
Kilka czynników określa, ile sond faktycznie potrzebuje konkretny projekt monitorowania uzwojenia transformatora.
Pokrycie faz
Projekt może wymagać monitorowania tylko jednej fazy, wszystkich trzech faz lub porównania między fazami. Jeżeli cel monitorowania obejmuje porównywanie temperatur w fazach A, B i C, zwykle wybiera się co najmniej jedno miejsce pomiaru w każdej monitorowanej fazie.
Pokrycie uzwojenia
Projekt może monitorować pojedynczy obszar uzwojenia lub może wymagać wielu niezależnych lokalizacji w tym samym uzwojeniu — na przykład różne położenia osiowe lub różne sekcje uzwojenia. Każda dodatkowa niezależna lokalizacja dodaje jedną sondę do konfiguracji.
Znane lokalizacje termiczne
Tam, gdzie dane projektu termicznego, wyniki testów fabrycznych lub wcześniejsza analiza inżynieryjna pozwoliły już zidentyfikować konkretne lokalizacje, sondy są zwykle instalowane w znanych lokalizacjach krytycznych pod względem termicznym, a nie w dowolnych punktach.
Obiekt pomiarowy
Pojedynczy punkt weryfikacji wymaga innej liczby czujników niż długoterminowe monitorowanie wielopunktowe mające na celu śledzenie zachowania temperatury w kilku lokalizacjach przez cały okres eksploatacji transformatora.
Porównanie lokalizacji
Jeśli celem jest porównanie temperatur pomiędzy różnymi fazami, uzwojeniami lub położeniami osiowymi, każda porównywana lokalizacja wymaga własnej sondy i własnego aktywnego kanału — pojedyncza sonda nie może reprezentować więcej niż lokalizacja, w której jest zainstalowana.
Monitorowanie przepustowości kanału
Liczba czujników i liczba kanałów monitorowania muszą być zgodne. Przyrząd monitorujący powinien zapewniać co najmniej tyle kompatybilnych aktywnych kanałów, ile jest sond, które należy mierzyć niezależnie.
Przykładowe liczniki czujników do monitorowania uzwojenia transformatora
Poniższa tabela przedstawia przykładowe konfiguracje. Są to przykłady konfiguracji, a nie uniwersalne zasady projektowania transformatorów.
| Cel monitorowania | Przykładowa aranżacja | Typowa liczba sond | Minimalna liczba aktywnych kanałów |
|---|---|---|---|
| Jeden zdefiniowany punkt uzwojenia | 1 wybrana lokalizacja | 1 | 1 |
| Jeden punkt na każdą fazę | 3 fazy × 1 lokalizacja | 3 | 3 |
| Dwa wybrane punkty na fazę | 3 fazy × 2 lokalizacje | 6 | 6 |
| Trzy wybrane punkty na fazę | 3 fazy × 3 lokalizacje | 9 | 9 |
To są przykłady konfiguracji, a nie uniwersalne zasady projektowania transformatorów. Konkretny transformator może wymagać mniejszej lub większej liczby lokalizacji, w zależności od układu uzwojeń i celu monitorowania.
Ile czujników wykorzystuje się w transformatorach zanurzonych w oleju?
W transformatorach zanurzonych w oleju sondy instaluje się w wybranych miejscach uzwojenia wewnątrz zbiornika, a włókno jest poprowadzone od każdej końcówki czujnika do punktu penetracji zbiornika lub punktu przelotowego, gdzie jest podłączone do zewnętrznego przyrządu monitorującego.
Instalację sondy należy zwykle rozważyć podczas produkcji lub na odpowiednim etapie remontu, ponieważ końcówki czujnikowe i wewnętrzne prowadzenie włókien są umieszczone wewnątrz konstrukcji uzwojenia. Liczbę sond dla danej jednostki należy zaplanować wraz z liczbą aktywnych kanałów na przyrządzie monitorującym, tak aby każda zainstalowana sonda miała dostępny odpowiedni kanał.
Odpowiednie produkty obejmują światłowodowy czujnik temperatury uzwojenia transformatora zanurzonego w oleju i światłowodowy system monitorowania temperatury transformatora zanurzonego w oleju . Sprzęt do penetracji zbiornika i trasowania wchodzi w zakres komponentów instalacji światłowodowej transformatora .
Ile czujników wykorzystuje się w transformatorach suchych?
W transformatorach suchych liczba czujników zależy od geometrii cewki, liczby faz i lokalizacji cewek wybranych do bezpośredniego pomiaru. Dostępna przestrzeń instalacyjna wewnątrz i wokół cewek, wraz z wymaganą ścieżką prowadzenia światłowodu, również wpływa na to, ile sond można w praktyce zainstalować.
Jeżeli celem monitorowania jest porównywanie temperatur pomiędzy fazami lub pomiędzy różnymi pozycjami cewki, każda porównywana lokalizacja wymaga własnej, niezależnej sondy. Podobnie jak w przypadku urządzeń zanurzonych w oleju, całkowita liczba sond powinna odpowiadać liczbie faktycznie wymaganych niezależnych punktów pomiarowych, a nie ustalonemu założeniu dotyczącemu liczby cewek.
Wybór sondy do instalacji suchych rozpoczyna się od tych samych światłowodowych czujników temperatury , które są używane w aplikacjach z czujnikiem punktowym. Aby zapoznać się z pełnym pakietem monitorowania, zobacz światłowodowy system monitorowania temperatury uzwojenia transformatora typu suchego .
Aby uzyskać szerszy pogląd na to, jak monitorowanie temperatury uzwojenia pasuje do innych pomiarów temperatury transformatora, takich jak odczyty górnej części oleju lub odczyty WTI/OTI, zobacz monitorowanie temperatury transformatora .
Czy więcej czujników automatycznie znajduje gorący punkt transformatora?
Nie. Dodanie większej liczby sond zwiększa liczbę monitorowanych lokalizacji fizycznych. Nie identyfikuje automatycznie nieznanego, najgorętszego punktu uzwojenia.
Miejsca pomiarów są zwykle wybierane na podstawie danych projektu termicznego, geometrii uzwojenia, analizy inżynieryjnej lub wyników wcześniejszych testów, które wskazują znane obszary krytyczne pod względem termicznym. Sonda zainstalowana w wybranym miejscu gorącego punktu podaje temperaturę w tym konkretnym miejscu; nie skanuje uzwojenia i nie szuka samodzielnie najgorętszego punktu.
Więcej sond zwiększa liczbę monitorowanych lokalizacji, ale nie lokalizuje automatycznie nieznanego gorącego punktu. Aby bliżej przyjrzeć się sposobowi wybierania i bezpośredniego pomiaru lokalizacji gorących punktów, zobacz Bezpośrednie monitorowanie gorących punktów transformatora .
Jak liczba czujników określa liczbę kanałów monitorowania
Liczba czujników i liczba aktywnych kanałów monitorowania są ściśle powiązane w systemach wykrywania punktowego. W przypadku wykrywania punktowego opartego na fluorescencji każda niezależna sonda zwykle wymaga jednego kompatybilnego aktywnego kanału monitorującego.
- 3 sondy zwykle wymagają co najmniej 3 aktywnych kanałów
- 6 sond zwykle wymaga co najmniej 6 aktywnych kanałów
- 9 sond zwykle wymaga co najmniej 9 aktywnych kanałów
Przyrządy o większej liczbie kanałów są używane, gdy w projekcie wymagana jest więcej niezależnych punktów pomiarowych — liczbę kanałów instrumentu należy dobrać tak, aby odpowiadała planowanej liczbie sond, a nie odwrotnie. Opcje przyrządów obejmują światłowodowe przetworniki temperatury i hosty monitorujące , a także kompletne światłowodowe systemy monitorowania temperatury .
Jak wybrać pomiędzy monitorowaniem 3-kanałowym, 6-kanałowym i 9-kanałowym
Liczbę kanałów należy wybrać na podstawie liczby niezależnych lokalizacji fizycznych, które wymagają bezpośredniego, jednoczesnego pomiaru.
- Konfiguracja 3-kanałowa: Obsługuje do trzech niezależnie monitorowanych czujników punktowych, gdy wybrany przyrząd udostępnia trzy aktywne kanały. Jedna wybrana lokalizacja na fazę jest jednym z możliwych przykładów trójfazowego.
- Konfiguracja 6-kanałowa: Obsługuje do sześciu niezależnie monitorowanych czujników punktowych, gdy wybrany przyrząd udostępnia sześć aktywnych kanałów. Dwie wybrane lokalizacje na fazę to jeden z możliwych przykładów trójfazowego.
- Konfiguracja 9-kanałowa: Obsługuje do dziewięciu niezależnie monitorowanych czujników punktowych, gdy wybrany przyrząd udostępnia dziewięć aktywnych kanałów. Trzy wybrane lokalizacje na fazę to jeden z możliwych przykładów trójfazowego.
To są przykłady konfiguracji, a nie ustalone zasady branżowe dotyczące transformatorów.
Dokładna kompatybilność i dostępne funkcje zależą od wybranego instrumentu monitorującego. Właściwa liczba kanałów to taka, która odpowiada liczbie punktów pomiarowych faktycznie wymaganych w projekcie, powiększonej o wszelkie planowane wolne moce produkcyjne.
Planowanie czujników transformatorowych zanurzonych w oleju i suchych
| Pozycja planowania | Transformator zanurzony w oleju | Transformator suchy |
|---|---|---|
| Umiejscowienie sondy | Wybrane lokalizacje uzwojeń wewnątrz zbiornika | Wybrane lokalizacje cewek w strukturze uzwojenia |
| Prowadzenie światłowodów | Poprowadzone wewnętrznie od uzwojenia do punktu wyjścia ze zbiornika | Poprowadzone wzdłuż cewki i na zewnątrz do przyrządu monitorującego |
| Dostęp wewnętrzny | Dostęp zazwyczaj ograniczony do etapów produkcji lub remontów | Dostęp zależy od konstrukcji cewki i dostępnej przestrzeni |
| Wymagania dotyczące penetracji czołgu | Wymaga penetracji zbiornika lub przejścia | Nie dotyczy w ten sam sposób; brak uszczelnionego zbiornika do penetracji |
| Etap instalacji | Zwykle planowane podczas produkcji lub odpowiedniego remontu | Zwykle planowane podczas produkcji lub montażu cewki |
| Liczba punktów pomiarowych | Określone na podstawie wybranych lokalizacji uzwojeń i pokrycia faz | Określone na podstawie wybranych lokalizacji cewek i pokrycia faz |
| Planowanie kanałów monitorowania | Dopasowane do ilości zainstalowanych sond | Dopasowane do ilości zainstalowanych sond |
Lista kontrolna licznika czujników światłowodowych transformatora
- Typ transformatora (olejowy lub suchy)
- Liczba faz
- Układ uzwojeń
- Docelowe lokalizacje pomiarowe
- Znane lokalizacje krytyczne pod względem termicznym
- Liczba niezależnych punktów fizycznych
- Struktura sondy
- Dostępna przestrzeń instalacyjna
- Wewnętrzna trasa światłowodowa
- Wymagany przepust zbiornika, jeśli dotyczy
- Wymagana liczba aktywnych kanałów
- Wymagania dotyczące lokalnego wyświetlacza
- Wymagania alarmowe
- Wymóg integracji PLC / SCADA
W przypadku projektu transformatora liczbę czujników należy potwierdzić na podstawie układu uzwojeń i liczby niezależnie monitorowanych lokalizacji fizycznych, a nie wybierać na podstawie stałej, standardowej liczby.