Capiscendu i Termometri di Pressione, Resistenza è Fibra Ottica

U funziunamentu affidabile di un Trasformatore immersu in oliu dipende largamente da a stabilità di u so oliu isolante internu è da e temperature di l'avvolgimentu. U surriscaldamentu hè una causa primaria di l'invecchiamentu acceleratu di l'isolamentu, di a degradazione di e prestazioni è, infine, di i fallimenti. Dunque, u monitoraghju di a temperatura hè unu di l'aspetti più fundamentali è critichi di u funziunamentu è di a manutenzione di i trasformatori. Da i quadranti meccanichi tradiziunali à i sistemi muderni di fibra ottica intelligenti, a storia di u sviluppu di u termometru hè una evoluzione di a tecnulugia di monitoraghju di i trasformatori da l'osservazione passiva à l'alerta precoce attiva.

 

Questu articulu descriverà sistematicamente i tipi cumuni di termometri utilizati nantu à i trasformatori immersi in oliu è furnisce un'analisi approfondita di i so principii di funziunamentu è scenarii d'applicazione.

 

Capitulu 1: L'"Arburu Genealogicu" di i Termometri - Un Sguardu Dettagliatu à Trè Tipi Principali

Basatu annantu à i principii di misurazione è u locu d'installazione, i termometri per i trasformatori immersi in oliu sò principalmente divisi in e trè categurie seguenti. Inseme, formanu una rete di monitoraghju tridimensionale da a temperatura massima di l'oliu à i punti caldi di l'avvolgimentu.

 

1. Termometru di tipu à pressione (termometru à lettura remota)

Principiu di funziunamentu: Questu hè un strumentu meccanicu classicu basatu annantu à l'espansione/cuntrazione termica è a trasmissione di pressione liquidu/gas. U sistema hè custituitu da trè parti:

 

Bulbu di Temperatura (Sensore): Inseritu in l'oliu in cima di u serbatoiu di u trasformatore, pienu di un mediu sensibile à a temperatura (per esempiu, liquidu, gasu, o liquidu à bassu puntu d'ebullizione).

 

Tubu capillare: Un tubu metallicu longu è magre chì cullega a lampadina à a testa di u calibru, pienu di un mediu chì trasmette a pressione.

 

Testa di u calibru (indicatore): Muntatu nantu à u muru di u serbatoiu di u trasformatore o nantu à u cabinet di cuntrollu, potenzialmente à pochi metri da a lampadina. U so core hè un tubu di Bourdon - un tubu metallicu curvu è elasticu. Quandu a lampadina si riscalda, u cambiamentu di pressione interna hè trasmessu via u capillare à u tubu di Bourdon, pruvucendu a so deformazione. Sta deformazione move un puntatore attraversu un mecanismu di cullegamentu, visualizendu a temperatura.

 

Caratteristiche principali:

 

Puramente meccanicu, ùn richiede micca alimentazione esterna, eccellente immunità à l'interferenze elettromagnetiche, altissima affidabilità.

 

A testa di u calibru pò esse muntata à distanza per una lettura lucale conveniente.

 

Tipicamente equipatu cù 1-2 cuntatti regulabili per funzioni d'allarme è di scattu di surriscaldamentu.

 

A precisione è a velocità di risposta sò relativamente più lente paragunate à i tipi elettronichi, è u tubu capillare hè suscettibile à danni meccanichi.

 

Applicazione tipica: U principale dispositivu di monitoraghju è d'allarme per a temperatura di l'oliu superiore, una funzione quasi standard nantu à tutti i trasformatori immersi in oliu.

 

2. Rilevatore di temperatura à resistenza (RTD, per esempiu, PT100)

Principiu di funziunamentu: Basatu annantu à a pruprietà chì a resistenza di un cunduttore cambia cù a temperatura. L'elementu di rilevamentu più cumunu hè un termometru di resistenza à u platinu, cù PT100 chì denota una resistenza di 100 ohm à 0 ° C. A so resistenza cambia precisamente è linearmente cù a temperatura.

 

Cumponenti di u sistema:

 

Sonda RTD di platinu: Installata in un pozzu di termometru in cima di u trasformatore, immersa in oliu.

 

Ponte di misurazione è trasmettitore: Spessu integratu in una unità di cuntrollu intelligente. Un circuitu precisu misura a resistenza di u PT100 è a cunverte in un segnale di corrente standard di 4-20 mA o in un segnale digitale.

 

Caratteristiche principali:

 

Alta precisione di misurazione, i signali ponu esse trasmessi nantu à longhe distanze, bona immunità à u rumore.

 

L'uscita hè un signale elettricu standard, facilmente integratu cù piattaforme di automatizazione cum'è SCADA (Supervisory Control and Data Acquisition) è DCS (Distributed Control Systems) per u monitoraghju centralizatu à distanza.

 

Spessu stallatu accantu à u termometru di tipu à pressione, serve cum'è un mezzu ridondante o di più alta precisione per u monitoraghju remotu è a registrazione di a temperatura di l'oliu.

 

Applicazione tipica: Aduprata per a trasmissione remota è u monitoraghju digitale di a temperatura di l'oliu superiore, a petra angulare di e sottustazioni muderne automatizate è incustodite.

 

3. Sistema di Misurazione di a Temperatura di l'Avvolgimentu in Fibra Ottica (a Misurazione Diretta "Hot-Spot" più Avanzata)

Principiu di funziunamentu: Questa hè attualmente a tecnulugia più diretta è avanzata per u monitoraghju di a temperatura di l'avvolgimentu. Hè basata annantu à a fisica di i reticoli di Bragg in fibra.

 

Sensore di Fibra Bragg Grating (FBG): Una variazione periodica di l'indice di rifrazione (un grating) hè scritta in un segmentu di fibra ottica speciale utilizendu un laser. A so pruprietà chjave: A luce di una lunghezza d'onda specifica (lunghezza d'onda di Bragg) hè riflessa, è sta lunghezza d'onda riflessa si sposta linearmente cù i cambiamenti di temperatura (o tensione) in a pusizione di u grating.

 

Prucessu di misurazione: Un cavu flessibile in fibra ottica integratu cù parechji sensori FBG hè pre-integratu direttamente trà i strati d'isolamentu di l'avvolgimenti d'alta tensione in i punti più caldi previsti durante a fabricazione di i trasformatori. U sistema emette luce à banda larga, è analizendu a lunghezza d'onda specifica riflessa da ogni reticolo, pò ottene accuratamente è in tempu reale a temperatura assoluta in diversi punti in l'avvolgimentu.

 

Caratteristiche principali:

 

Misurazione diretta di a temperatura di u puntu caldu di l'avvolgimentu, micca una stima indiretta. I dati sò i più autentichi è affidabili.

 

Intrinsecamente sicura: A fibra ottica hè fatta di silice, isolante, resistente à alta tensione è immune à l'interferenze elettromagnetiche, funziunendu stabilmente in campi EM forti.

 

Misurazione distribuita: Una sola fibra pò accoglie decine di punti di rilevamentu, chì permettenu una mappa termica cumpleta di l'avvolgimentu.

 

Fattore chjave per a "Valutazione Dinamica" di i trasformatori è a valutazione di a durata di vita.

 

Applicazione tipica: Trasformatori grandi è critichi (per esempiu, EHV, trasformatori di cunversione), sottostazioni intelligenti chì richiedenu a gestione di a capacità di carica.

 

Capitulu 2: Chiarificazione di u cuncettu chjave - Temperatura di l'oliu superiore vs. Temperatura di l'avvolgimentu

Questu hè un cuncettu cruciale è u puntu di partenza per a selezzione di i tipi di termometri.

 

Temperatura di l'oliu in cima: Misura a temperatura di l'oliu in cima à u serbatoiu. Riflette u caricu termicu generale di u trasformatore, ma hà un ritardu termicu. Quandu u caricu cambia, a temperatura di l'avvolgimentu cambia u più veloce, seguitata da a temperatura di l'oliu. I termometri di tipu à pressione è RTD misuranu questu.

 

Temperatura di u puntu caldu di l'avvolgimentu: Si riferisce à u puntu u più caldu in tuttu u trasformatore, tipicamente situatu in a parte superiore di l'avvolgimentu di bassa tensione. Hè u parametru u più criticu chì determina a velocità di invecchiamentu di l'isolamentu è a capacità di carica. I metudi tradiziunali ùn ponu micca misurallu direttamente, si basanu invece nantu à un indicatore di temperatura di l'avvolgimentu (WTI) chì u simula/stima aduprendu "temperatura di l'oliu superiore + currezzione di corrente". A misurazione in fibra ottica hè l'unica tecnulugia chì pò misurallu direttamente è accuratamente.