Không có số lượng cảm biến sợi quang cố định phù hợp với mọi cuộn dây máy biến áp. Số đầu dò phụ thuộc vào số vị trí vật lý độc lập cần đo trực tiếp. Thiết kế nhiệt và cấu tạo máy quyết định kế hoạch đo, thay vì một quy định chung. Mỗi đầu dò cần kênh tương ứng; các kênh dự phòng phải được tính riêng với kênh đang hoạt động.
Đối với cảm biến điểm dựa trên huỳnh quang, một điểm đo được xác định thường yêu cầu một đầu dò nhiệt độ sợi quang được kết nối với một kênh giám sát đang hoạt động. Mối quan hệ này — một điểm đo xác định, một đầu dò, một kênh hoạt động — là điểm khởi đầu để lập kế hoạch đếm cảm biến trên bất kỳ dự án giám sát nhiệt độ cuộn dây máy biến áp nào.
Yếu tố thực sự xác định số lượng cảm biến là sự kết hợp của nhiều yếu tố: cần bao phủ bao nhiêu pha, bao nhiêu vị trí cuộn dây quan tâm, liệu các vị trí quan trọng về nhiệt đã được xác định hay chưa và có bao nhiêu kênh giám sát hoạt động có sẵn trên thiết bị. Các phần bên dưới sẽ trình bày từng yếu tố này và đưa ra cấu hình ví dụ cho máy biến áp loại khô và loại ngâm trong dầu.
Một cảm biến đo một vị trí cuộn dây được xác định
Cảm biến một điểm đo một vị trí vật lý được xác định. Đầu dò nhiệt độ sợi quang dựa trên huỳnh quang báo cáo nhiệt độ tại vị trí lắp đặt đầu cảm biến của nó và không có gì vượt quá vị trí đó.
Điều này có nghĩa là số lượng cảm biến tỷ lệ trực tiếp với số vị trí độc lập cần đo trực tiếp. Nếu một dự án yêu cầu đo lường tại ba địa điểm độc lập thì thông thường dự án đó cần ba đầu dò và ít nhất ba kênh giám sát hoạt động. Nếu cần sáu vị trí độc lập thì thông thường cần sáu đầu dò và ít nhất sáu kênh hoạt động.
Các cảm biến nhiệt độ sợi quang này là các cảm biến điểm. Chúng không phải là thiết bị cảm biến nhiệt độ phân tán (DTS) và một nhóm đầu dò điểm được kết nối với một thiết bị không trở thành hệ thống đo lường liên tục hoặc phân tán - nó vẫn là một tập hợp các phép đo điểm độc lập tại các vị trí đã chọn.
Điều gì quyết định số lượng cảm biến?
Một số yếu tố xác định số lượng đầu dò mà một dự án giám sát cuộn dây máy biến áp cụ thể thực sự cần.
Phạm vi phủ sóng
Một dự án có thể yêu cầu giám sát chỉ một giai đoạn, trên cả ba giai đoạn hoặc trên cơ sở so sánh giữa các giai đoạn. Nếu mục tiêu giám sát bao gồm việc so sánh nhiệt độ giữa các giai đoạn A, B và C thì ít nhất một vị trí đo thường được chọn trên mỗi giai đoạn được giám sát.
Phạm vi quấn dây
Một dự án có thể giám sát một vùng cuộn dây hoặc có thể yêu cầu nhiều vị trí độc lập trong cùng một cuộn dây - ví dụ: các vị trí trục khác nhau hoặc các phần cuộn dây khác nhau. Mỗi vị trí độc lập bổ sung sẽ thêm một đầu dò vào cấu hình.
Các vị trí nhiệt đã biết
Trong trường hợp dữ liệu thiết kế nhiệt, kết quả thử nghiệm tại nhà máy hoặc phân tích kỹ thuật trước đó đã xác định được các vị trí quan tâm cụ thể, thì các đầu dò thường được lắp đặt tại các vị trí quan trọng về nhiệt đã biết thay vì tại các điểm tùy ý.
Mục tiêu đo lường
Một điểm xác minh duy nhất yêu cầu số lượng cảm biến khác với giám sát đa điểm dài hạn nhằm theo dõi hành vi nhiệt độ ở một số vị trí trong suốt vòng đời của máy biến áp.
So sánh giữa các vị trí
Nếu mục tiêu là so sánh nhiệt độ giữa các pha, cuộn dây hoặc vị trí trục khác nhau thì mỗi vị trí được so sánh cần có đầu dò riêng và kênh hoạt động riêng — một đầu dò duy nhất không thể đại diện nhiều hơn vị trí được lắp đặt.
Giám sát dung lượng kênh
Số lượng cảm biến và số kênh giám sát phải khớp nhau. Công cụ giám sát phải cung cấp ít nhất nhiều kênh hoạt động tương thích bằng số lượng đầu dò cần được đo độc lập.
Ví dụ về số lượng cảm biến để giám sát cuộn dây máy biến áp
Bảng bên dưới hiển thị các cấu hình mẫu. Đây là những ví dụ về cấu hình, không phải là quy tắc thiết kế máy biến áp phổ quát.
| Mục tiêu giám sát | Ví dụ sắp xếp | Số lượng đầu dò điển hình | Kênh hoạt động tối thiểu |
|---|---|---|---|
| Một điểm quấn xác định | 1 vị trí được chọn | 1 | 1 |
| Một điểm trên mỗi pha | 3 pha × 1 vị trí | 3 | 3 |
| Hai điểm được chọn trên mỗi pha | 3 pha × 2 vị trí | 6 | 6 |
| Ba điểm được chọn trên mỗi pha | 3 pha × 3 vị trí | 9 | 9 |
Đây là những ví dụ về cấu hình, không phải là quy tắc thiết kế máy biến áp phổ biến. Một máy biến áp cụ thể có thể yêu cầu ít hoặc nhiều vị trí hơn tùy thuộc vào cách bố trí cuộn dây và mục tiêu giám sát của nó.
Có bao nhiêu cảm biến được sử dụng trong máy biến áp ngâm dầu?
Trong máy biến áp ngâm trong dầu, các đầu dò được lắp đặt tại các vị trí cuộn dây đã chọn bên trong thùng, với sợi quang được định tuyến từ mỗi đầu cảm biến đến điểm xuyên qua thùng hoặc điểm xuyên qua nơi nó kết nối với thiết bị giám sát bên ngoài.
Việc lắp đặt đầu dò thường cần được xem xét trong quá trình sản xuất hoặc ở giai đoạn đại tu thích hợp, vì các đầu cảm biến và định tuyến sợi bên trong được đặt bên trong cấu trúc cuộn dây. Số lượng đầu dò cho một thiết bị nhất định phải được lên kế hoạch cùng với số lượng kênh hoạt động trên thiết bị giám sát, sao cho mỗi đầu dò được lắp đặt đều có sẵn một kênh tương ứng.
Các sản phẩm liên quan bao gồm Cảm biến nhiệt độ sợi quang cuộn dây máy biến áp ngâm dầu và hệ thống giám sát nhiệt độ sợi quang máy biến áp ngâm dầu. Phần cứng định tuyến và thâm nhập xe tăng thuộc linh kiện lắp đặt cáp quang máy biến áp.
Có bao nhiêu cảm biến được sử dụng trong máy biến áp loại khô?
Trong máy biến áp loại khô, số lượng cảm biến phụ thuộc vào hình dạng cuộn dây, số pha và vị trí cuộn dây nào được chọn để đo trực tiếp. Không gian lắp đặt có sẵn bên trong và xung quanh cuộn dây, cùng với đường dẫn định tuyến sợi cần thiết, cũng ảnh hưởng đến số lượng đầu dò thực tế có thể được lắp đặt.
Nếu mục tiêu giám sát bao gồm so sánh nhiệt độ giữa các pha hoặc giữa các vị trí cuộn dây khác nhau thì mỗi vị trí được so sánh cần có đầu dò độc lập riêng. Giống như các thiết bị ngâm trong dầu, tổng số lượng đầu dò phải khớp với số lượng điểm đo độc lập thực sự được yêu cầu chứ không phải là giả định cố định về số lượng cuộn dây.
Việc lựa chọn đầu dò cho lắp đặt loại khô bắt đầu từ cùng một cảm biến nhiệt độ sợi quang được sử dụng trên các ứng dụng cảm biến điểm. Để có gói giám sát hoàn chỉnh, hãy xem Hệ thống giám sát nhiệt độ sợi quang cuộn dây biến áp loại khô.
Để có cái nhìn rộng hơn về cách giám sát nhiệt độ cuộn dây phù hợp với các phép đo nhiệt độ máy biến áp khác như chỉ số dầu trên cùng hoặc WTI/OTI, hãy xem giám sát nhiệt độ máy biến áp .
Có thêm cảm biến tự động tìm điểm nóng máy biến áp không?
Không. Việc thêm nhiều đầu dò sẽ làm tăng số lượng vị trí thực tế được giám sát. Nó không tự động xác định điểm nóng nhất chưa xác định trong cuộn dây.
Các vị trí đo thường được chọn bằng cách sử dụng dữ liệu thiết kế nhiệt, hình dạng cuộn dây, phân tích kỹ thuật hoặc kết quả thử nghiệm trước đó chỉ ra các vùng nhiệt tới hạn đã biết. Đầu dò được lắp đặt tại vị trí điểm nóng đã chọn sẽ báo cáo nhiệt độ tại vị trí cụ thể đó; nó không tự mình quét cuộn dây hoặc tìm kiếm điểm nóng nhất.
Nhiều đầu dò hơn sẽ tăng các vị trí được giám sát nhưng không tự động xác định vị trí điểm nóng không xác định. Để có cái nhìn sâu hơn về cách chọn và đo trực tiếp các vị trí điểm nóng, hãy xem giám sát điểm nóng máy biến áp trực tiếp .
Cách số lượng cảm biến xác định số lượng kênh giám sát
Số lượng cảm biến và số lượng kênh giám sát hoạt động có liên quan chặt chẽ với nhau trong hệ thống cảm biến điểm. Đối với cảm biến điểm dựa trên huỳnh quang, mỗi đầu dò độc lập thường yêu cầu một kênh giám sát hoạt động tương thích.
- 3 đầu dò thường yêu cầu ít nhất 3 kênh hoạt động
- 6 đầu dò thường yêu cầu ít nhất 6 kênh hoạt động
- 9 đầu dò thường yêu cầu ít nhất 9 kênh hoạt động
Các thiết bị có số lượng kênh cao hơn được sử dụng khi cần nhiều điểm đo độc lập hơn cho một dự án — số lượng kênh của thiết bị phải được chọn để phù hợp với số lượng đầu dò theo kế hoạch chứ không phải ngược lại. Các tùy chọn thiết bị bao gồm máy phát nhiệt độ sợi quang và máy chủ giám sát cũng như hệ thống giám sát nhiệt độ sợi quang hoàn chỉnh .
Cách chọn giữa giám sát 3 kênh, 6 kênh và 9 kênh
Số lượng kênh phải được chọn dựa trên số lượng vị trí vật lý độc lập cần đo trực tiếp, đồng thời.
- Cấu hình 3 kênh: Hỗ trợ tối đa ba cảm biến điểm được giám sát độc lập khi thiết bị được chọn cung cấp ba kênh hoạt động. Một vị trí được chọn cho mỗi pha có thể là một ví dụ về ba pha.
- Cấu hình 6 kênh: Hỗ trợ tối đa sáu cảm biến điểm được giám sát độc lập khi thiết bị được chọn cung cấp sáu kênh hoạt động. Hai vị trí được chọn cho mỗi pha có thể là một ví dụ về ba pha.
- Cấu hình 9 kênh: Hỗ trợ tối đa chín cảm biến điểm được giám sát độc lập khi thiết bị được chọn cung cấp chín kênh hoạt động. Ba vị trí được chọn cho mỗi pha có thể là một ví dụ về ba pha.
Đây là những ví dụ về cấu hình, không phải là quy tắc ngành cố định dành cho máy biến áp.
Khả năng tương thích chính xác và các chức năng khả dụng tùy thuộc vào công cụ giám sát được chọn. Số kênh phù hợp là số kênh phù hợp với số điểm đo mà dự án thực sự yêu cầu, cộng với mọi công suất dự phòng theo kế hoạch.
Lập kế hoạch cảm biến máy biến áp loại ngâm dầu và loại khô
| Mục quy hoạch | Máy biến áp ngâm dầu | Máy biến áp loại khô |
|---|---|---|
| Vị trí đầu dò | Các vị trí cuộn dây được chọn bên trong bể | Các vị trí cuộn dây được chọn trong cấu trúc cuộn dây |
| Định tuyến sợi quang | Được định tuyến bên trong từ cuộn dây đến điểm thoát khỏi bể | Được định tuyến dọc theo cuộn dây và ra thiết bị giám sát |
| Truy cập nội bộ | Quyền truy cập thường bị giới hạn ở các giai đoạn sản xuất hoặc đại tu | Quyền truy cập phụ thuộc vào cấu trúc cuộn dây và không gian có sẵn |
| Yêu cầu xuyên xe tăng | Yêu cầu xuyên thủng hoặc xuyên qua xe tăng | Không áp dụng theo cách tương tự; không có bể kín để xuyên qua |
| Giai đoạn cài đặt | Thường được lên kế hoạch trong quá trình sản xuất hoặc đại tu thích hợp | Thường được lên kế hoạch trong quá trình sản xuất hoặc lắp ráp cuộn dây |
| Số điểm đo | Được xác định bởi các vị trí cuộn dây và phạm vi pha đã chọn | Được xác định bởi các vị trí cuộn dây đã chọn và phạm vi pha |
| Quy hoạch kênh giám sát | Phù hợp với số lượng đầu dò được cài đặt | Phù hợp với số lượng đầu dò được cài đặt |
Danh sách kiểm tra số lượng cảm biến sợi quang máy biến áp
- Loại máy biến áp (loại ngâm trong dầu hoặc loại khô)
- Số pha
- Bố trí cuộn dây
- Vị trí đo mục tiêu
- Các vị trí quan trọng về nhiệt đã biết
- Số điểm vật lý độc lập
- Cấu trúc đầu dò
- Dung lượng cài đặt sẵn có
- Tuyến cáp quang nội bộ
- Yêu cầu xuyên qua bể, nếu có
- Số kênh hoạt động bắt buộc
- Yêu cầu hiển thị cục bộ
- Yêu cầu cảnh báo
- Yêu cầu tích hợp PLC/SCADA
Đối với dự án máy biến áp, số lượng cảm biến phải được xác nhận từ cách bố trí cuộn dây và số lượng vị trí vật lý được giám sát độc lập thay vì chọn từ một số lượng tiêu chuẩn cố định.