Não existe uma quantidade fixa de sensores de fibra óptica válida para todos os enrolamentos de transformadores. O fator decisivo é o número de posições físicas independentes que precisam de medição direta. A quantidade depende do projeto térmico e da construção do equipamento. Cada sonda precisa de um canal correspondente; canais ativos e reservas devem ser planejados conforme os pontos e objetivos reais de monitoramento.
Para detecção de ponto baseada em fluorescência, um ponto de medição definido normalmente requer uma sonda de temperatura de fibra óptica conectada a um canal de monitoramento ativo. Este relacionamento – um ponto de medição definido, uma sonda, um canal ativo – é o ponto de partida para planejar a contagem de sensores em qualquer projeto de monitoramento de temperatura do enrolamento do transformador.
O que realmente determina o número de sensores é uma combinação de fatores: quantas fases precisam ser cobertas, quantos locais de enrolamento são de interesse, se locais termicamente críticos conhecidos já foram identificados e quantos canais de monitoramento ativos estão disponíveis no instrumento. As seções abaixo abordam cada um desses fatores e dão exemplos de configurações para transformadores imersos em óleo e do tipo seco.
Um sensor mede um local de enrolamento definido
O sensor de um ponto mede uma localização física definida. Uma sonda de temperatura de fibra óptica baseada em fluorescência informa a temperatura na posição onde sua ponta de detecção está instalada e nada além dessa posição.
Isso significa que a contagem de sensores é dimensionada diretamente com o número de locais independentes que precisam de medição direta. Se um projeto exigir medição em três locais independentes, normalmente serão necessárias três sondas e pelo menos três canais de monitoramento ativos. Se forem necessárias seis localizações independentes, normalmente serão necessárias seis sondas e pelo menos seis canais ativos.
Esses sensores de temperatura de fibra óptica são sensores pontuais. Eles não são dispositivos de detecção de temperatura distribuída (DTS), e um grupo de sondas pontuais conectadas a um instrumento não se torna um sistema de medição contínuo ou distribuído — permanece um conjunto de medições pontuais independentes nos locais selecionados.
O que determina o número de sensores?
Vários fatores determinam quantas pontas de prova um projeto específico de monitoramento de enrolamento de transformador realmente precisa.
Cobertura de Fase
Um projeto pode exigir monitoramento apenas de uma fase, de todas as três fases ou com base na comparação entre fases. Se o objetivo de monitoramento incluir a comparação de temperatura entre as fases A, B e C, pelo menos um local de medição é normalmente selecionado em cada fase monitorada.
Cobertura do Enrolamento
Um projeto pode monitorar uma única região de enrolamento ou pode exigir vários locais independentes dentro do mesmo enrolamento — por exemplo, diferentes posições axiais ou diferentes seções de enrolamento. Cada local independente adicional adiciona um probe à configuração.
Locais térmicos conhecidos
Onde dados de projeto térmico, resultados de testes de fábrica ou análises de engenharia anteriores já identificaram locais específicos de interesse, as sondas são normalmente instaladas em locais termicamente críticos conhecidos, em vez de em pontos arbitrários.
Objetivo de Medição
Um único ponto de verificação exige uma contagem de sensores diferente do monitoramento multiponto de longo prazo destinado a rastrear o comportamento da temperatura em vários locais ao longo da vida útil do transformador.
Comparação entre locais
Se o objetivo é comparar a temperatura entre diferentes fases, enrolamentos ou posições axiais, cada local comparado precisa de sua própria sonda e de seu próprio canal ativo — uma única sonda não pode representar mais do que o local onde está instalada.
Monitoramento da capacidade do canal
A contagem de sensores e a contagem de canais de monitoramento devem corresponder. O instrumento de monitoramento deve fornecer pelo menos tantos canais ativos compatíveis quanto o número de sondas que precisam ser medidas independentemente.
Exemplo de contagens de sensores para monitoramento de enrolamentos de transformadores
A tabela abaixo mostra exemplos de configurações. Estes são exemplos de configuração, não regras universais de projeto de transformadores.
| Objetivo de monitoramento | Exemplo de arranjo | Contagem de sonda típica | Mínimo de Canais Ativos |
|---|---|---|---|
| Um ponto de enrolamento definido | 1 local selecionado | 1 | 1 |
| Um ponto em cada fase | 3 fases × 1 local | 3 | 3 |
| Dois pontos selecionados por fase | 3 fases × 2 locais | 6 | 6 |
| Três pontos selecionados por fase | 3 fases × 3 locais | 9 | 9 |
Estes são exemplos de configuração, não regras universais de projeto de transformadores. Um transformador específico pode exigir menos ou mais locais dependendo da disposição dos enrolamentos e do objetivo de monitoramento.
Quantos sensores são usados em transformadores imersos em óleo?
Em transformadores imersos em óleo, as sondas são instaladas em locais de enrolamento selecionados dentro do tanque, com fibra roteada de cada ponta de detecção até uma penetração do tanque ou ponto de passagem onde ela se conecta ao instrumento de monitoramento externo.
A instalação da sonda normalmente precisa ser considerada durante a fabricação ou em um estágio de revisão apropriado, uma vez que as pontas de detecção e o roteamento interno da fibra são colocados dentro da estrutura do enrolamento. O número de sondas para uma determinada unidade deve ser planejado em conjunto com o número de canais ativos no instrumento de monitoramento, para que cada sonda instalada tenha um canal correspondente disponível.
Produtos relevantes incluem o sensor de temperatura de fibra óptica de enrolamento de transformador imerso em óleo e o sistema de monitoramento de temperatura de fibra óptica de transformador imerso em óleo. A penetração do tanque e o hardware de roteamento se enquadram componentes de instalação de fibra óptica de transformador.
Quantos sensores são usados em transformadores do tipo seco?
Em transformadores do tipo seco, a contagem de sensores depende da geometria da bobina, do número de fases e de quais locais da bobina são selecionados para medição direta. O espaço de instalação disponível dentro e ao redor das bobinas, juntamente com o caminho de roteamento de fibra necessário, também afeta o número de sondas que podem ser instaladas na prática.
Se o objetivo de monitoramento incluir a comparação de temperatura entre fases ou entre diferentes posições da bobina, cada local comparado requer sua própria sonda independente. Tal como acontece com as unidades imersas em óleo, a contagem total da sonda deve corresponder ao número de pontos de medição independentes realmente necessários, e não a uma suposição fixa sobre a contagem de bobinas.
A seleção da sonda para instalações do tipo seco começa com os mesmos sensores de temperatura de fibra óptica usados em aplicações de detecção pontual. Para obter um pacote de monitoramento completo, consulte o sistema de monitoramento de temperatura de fibra óptica de enrolamento de transformador tipo seco .
Para uma visão mais ampla de como o monitoramento da temperatura do enrolamento se encaixa junto com outras medições de temperatura do transformador, como leituras de top-oil ou WTI/OTI, consulte monitoramento de temperatura do transformador .
Mais sensores encontram automaticamente o ponto de acesso do transformador?
Não. Adicionar mais probes aumenta o número de locais físicos monitorados. Ele não identifica automaticamente um ponto desconhecido mais quente no enrolamento.
Os locais de medição são normalmente selecionados usando dados de projeto térmico, geometria de enrolamento, análise de engenharia ou resultados de testes anteriores que apontam para regiões termicamente críticas conhecidas. Uma sonda instalada em um ponto quente selecionado informa a temperatura naquele local específico; ele não examina o enrolamento nem procura o ponto mais quente por conta própria.
Mais sondas aumentam os locais monitorados, mas não localizam automaticamente um ponto de acesso desconhecido. Para uma visão mais detalhada de como os locais de pontos quentes são selecionados e medidos diretamente, consulte monitoramento direto de pontos quentes de transformadores .
Como a contagem de sensores determina a contagem de canais de monitoramento
A contagem de sensores e a contagem de canais de monitoramento ativo estão intimamente relacionadas em sistemas de detecção pontual. Para detecção pontual baseada em fluorescência, cada sonda independente normalmente requer um canal de monitoramento ativo compatível.
- 3 sondas normalmente requerem pelo menos 3 canais ativos
- 6 sondas normalmente requerem pelo menos 6 canais ativos
- 9 sondas normalmente requerem pelo menos 9 canais ativos
Instrumentos com contagem de canais mais alta são usados quando mais pontos de medição independentes são necessários para um projeto — a contagem de canais do instrumento deve ser selecionada para corresponder à contagem de sondas planejada, e não o contrário. As opções de instrumentos incluem transmissores de temperatura de fibra óptica e hosts de monitoramento , bem como sistemas completos de monitoramento de temperatura de fibra óptica .
Como escolher entre monitoramento de 3 canais, 6 canais e 9 canais
A contagem de canais deve ser selecionada com base no número de locais físicos independentes que necessitam de medição direta e simultânea.
- Configuração de 3 canais: Suporta até três sensores de ponto monitorados independentemente quando o instrumento selecionado fornece três canais ativos. Um local selecionado por fase é um possível exemplo trifásico.
- Configuração de 6 canais: Suporta até seis sensores de ponto monitorados independentemente quando o instrumento selecionado fornece seis canais ativos. Dois locais selecionados por fase são um possível exemplo trifásico.
- Configuração de 9 canais: Suporta até nove sensores de ponto monitorados independentemente quando o instrumento selecionado fornece nove canais ativos. Três locais selecionados por fase são um possível exemplo trifásico.
Estes são exemplos de configuração, não regras fixas do setor para transformadores.
A compatibilidade exata e as funções disponíveis dependem do instrumento de monitoramento selecionado. A contagem correta de canais é aquela que corresponde ao número de pontos de medição que o projeto realmente requer, além de qualquer capacidade ociosa planejada.
Planejamento de sensor de transformador imerso em óleo versus tipo seco
| Item de planejamento | Transformador Imerso em Óleo | Transformador tipo seco |
|---|---|---|
| Posicionamento da sonda | Locais de enrolamento selecionados dentro do tanque | Locais selecionados da bobina dentro da estrutura do enrolamento |
| Roteamento de fibra | Roteado internamente do enrolamento até um ponto de saída do tanque | Roteado ao longo da bobina e saindo para o instrumento de monitoramento |
| Acesso interno | Acesso normalmente limitado às etapas de fabricação ou revisão | O acesso depende da construção da bobina e do espaço disponível |
| Requisito de penetração do tanque | Requer penetração ou passagem do tanque | Não aplicável da mesma forma; nenhum tanque selado para penetrar |
| Estágio de instalação | Normalmente planejado durante a fabricação ou uma revisão apropriada | Normalmente planejado durante a fabricação ou montagem da bobina |
| Número de pontos de medição | Determinado pelos locais de enrolamento selecionados e cobertura de fase | Determinado pelas localizações selecionadas da bobina e cobertura de fase |
| Planejamento de canal de monitoramento | Correspondente ao número de sondas instaladas | Correspondente ao número de sondas instaladas |
Lista de verificação de contagem de sensores de fibra óptica de transformador
- Tipo de transformador (imerso em óleo ou tipo seco)
- Número de fases
- Disposição de enrolamento
- Locais de medição alvo
- Locais térmicos críticos conhecidos
- Número de pontos físicos independentes
- Estrutura da sonda
- Espaço de instalação disponível
- Rota de fibra interna
- Requisito de passagem do tanque, se aplicável
- Contagem de canais ativos necessária
- Requisito de exibição local
- Requisito de alarme
- Requisito de integração PLC/SCADA
Para um projeto de transformador, a contagem de sensores deve ser confirmada a partir do arranjo do enrolamento e do número de locais físicos monitorados independentemente, em vez de ser selecionada a partir de uma quantidade padrão fixa.