Система флуоресцентного волоконно-оптического контроля и регулирования температуры INNOFZ представляет собой комплексное решение для регулирования температуры обмоток сухих трансформаторов, сочетающее в себе полностью оптический флуоресцентный датчик температуры со встроенным управлением вентиляторами охлаждения, функциями сигнализации и отключения, а также регистрацией исторических данных. В отличие от традиционных металлических датчиков температуры, флуоресцентный волоконно-оптический измерительный элемент не содержит электропроводящих материалов в точке измерения, что делает его по своей сути безопасным для непосредственного встраивания в высоковольтные обмотки.
Почему для мониторинга обмоток трансформаторов сухого типа требуется использование оптоволоконных датчиков температуры
Обмотки трансформаторов сухого типа работают в непосредственной близости от высокого напряжения и сильных электромагнитных полей — в условиях, с которыми традиционные электрические датчики температуры с трудом справляются, не обеспечивая при этом ни безопасности, ни точности измерений. Флуоресцентные оптоволоконные датчики позволяют решить обе эти основные проблемы у их источника:
- Высоковольтное сопротивление — полностью оптический измерительный наконечник не содержит металла, что позволяет ему безопасно выдерживать напряжение высокой частоты и устанавливаться непосредственно в точке максимальной нагреваемости обмотки без риска пробоя изоляции
- Устойчивость к электромагнитным помехам — поскольку температура кодируется в виде оптического сигнала, а не электрического, на показания абсолютно не влияют сильные электромагнитные помехи, возникающие вокруг находящихся под напряжением обмоток и коммутационного оборудования
Благодаря этим двум свойствам флуоресцентная волоконно-оптическая система датчиков является предпочтительным выбором не только для стандартных сухих силовых трансформаторов, но и для специализированных сред с высоким уровнем электромагнитных помех и высоким напряжением, таких как трансформаторы тяги для рельсового транспорта, выпрямительные трансформаторы, и другие силовой трансформатор области применения, в которых обычные датчики являются ненадежными или небезопасными.
Сравнительный анализ флуоресцентного оптоволоконного датчика и датчика PT100
| Позиция для сравнения | Флуоресцентный волоконно-оптический датчик | Датчик PT100 |
|---|---|---|
| Материал чувствительного элемента | Флуоресцентный материал на основе редкоземельных элементов, полностью оптический, без содержания металлов | Металлический резистивный элемент |
| Электрическое подключение в точке измерения | Нет — полностью пассивный оптический сигнал | Электропроводящее, прямое подключение к точке измерения |
| Устойчивость к электромагнитным помехам | Полностью устойчив к электромагнитным помехам, не подвержен их воздействию | Подвержен помехам в условиях высокого уровня электромагнитных помех |
| Высоковольтная прочность | Подходит для заделки высоковольтных обмоток | В целях безопасности применение ограничено системами с низким напряжением |
| Безопасность в высоковольтных обмотках | Искробезопасная конструкция, отсутствие электрической опасности в точке измерения | Возможная угроза безопасности, связанная с проводящим материалом |
| Типичная сфера применения | Высоковольтные обмотки, рельсовый транспорт, выпрямительные и силовые трансформаторы | Общие вопросы низковольтного промышленного измерения температуры |
Основные особенности
- Полная функция регулирования температуры — автоматический и ручной запуск/остановка вентилятора охлаждения, управляемые непосредственно в зависимости от температуры обмотки в режиме реального времени
- Полностью оптический флуоресцентный датчик, не содержащий металлических компонентов и устойчивый к электромагнитным помехам
- Высоковольтоустойчивый измерительный наконечник, предназначенный для непосредственной установки в обмотки сухих трансформаторов
- Регистрация данных по принципу «черного ящика» — фиксирует данные о температуре с момента последнего отключения электроэнергии и исторические данные о максимальной температуре
- Цифровой трубчатый дисплей для четкого считывания показаний на месте, с индивидуальной компенсацией показаний по каждому каналу
- Сигнализация открытия дверцы шкафа, а также специальные контакты реле для сигнализации перегрева, отключения, дистанционной передачи данных о работе вентилятора и неисправности контроллера
Приложения
- Контроль и регулирование температуры обмоток силовых трансформаторов сухого типа
- Мониторинг температуры тяговых трансформаторов в железнодорожном транспорте
- Контроль температуры выпрямительного трансформатора
- Другие области применения силовых трансформаторов в условиях высокого напряжения и высокого уровня электромагнитных помех
Технические характеристики
| Параметр | Технические характеристики |
|---|---|
| Источник питания | Переменный ток, 220 В |
| Диапазон измерения | от -40 °C до +260 °C (возможна настройка на более широкий диапазон) |
| Точность измерений | ±1 °C (с возможностью настройки для повышения точности) |
| Резолюция | 0,1 °C |
| Количество каналов | 1–18 каналов (настраиваемое количество) |
| Тип датчика | Кварцевая оптическая волокна, точечный датчик на основе флуоресценции |
| Длина волокна | Настраиваемый, 0–20 м |
| Диаметр волоконного зонда | 2,5 мм (возможна настройка для меньших размеров) |
| Выдерживаемое напряжение щупа | 100 кВ |
| Тип датчика | Маслостойкий волоконно-оптический зонд |
| Интерфейс связи | RS485/Modbus, аналоговый выход 4–20 мА |
| Время отклика | < 1 секунда |
Стандартные и настраиваемые функции
Базовый блок включает в себя измерение температуры по трем обмоткам, автоматическое/ручное управление вентиляторами, компенсацию показаний по каждому каналу, регистрацию данных в режиме «черного ящика», цифровой дисплей, сигнализацию открытия дверцы шкафа, а также выделенные релейные контакты для сигнализации перегрева, отключения, дистанционного управления вентиляторами и неисправности контроллера. Компания INNOFZ также предлагает настраиваемые функциональные модули для удовлетворения сложных проектных требований:
- Измерение температуры сердечника (железного сердечника) с помощью специальных контактов сигнализации о превышении температуры
- Связь по интерфейсу RS485 с синхронизацией времени и поддержкой протокола Modbus-RTU
- Диагностика неисправностей вентилятора охлаждения с помощью специальных контактов сигнализации неисправностей вентилятора
- Четыре независимых канала аналогового токового выхода 4–20 мА
- Комплексное измерение и регулирование температуры в компьютерном зале
- Функции сигнализации, основанные на скорости повышения температуры обмотки и сердечника
- Альтернативные протоколы связи, включая Profibus, IEC 60870-5-103 и Ethernet
Индивидуальная настройка и обслуживание
Каждый блок INNOFZ для мониторинга и регулирования температуры с использованием люминесцентных оптоволоконных датчиков настраивается с учетом требований конкретного проекта в отношении класса напряжения, количества каналов и функций управления. Компания INNOFZ поддерживает сотрудничество в формате OEM/ODM и поставляла системы, проверенные в условиях эксплуатации, для проектов в таких областях, как сухие трансформаторы, железнодорожный транспорт и выпрямительные трансформаторы.
- Индивидуальное количество каналов, диапазон измерения и точность, выходящие за рамки стандартных технических характеристик
- Пользовательские функциональные модули, выбранные из приведенного выше списка в соответствии с требованиями к управлению проектом
- Производство по схемам OEM/ODM и под частными торговыми марками для производителей трансформаторных щитов
- Предпродажная техническая консультация по размещению датчиков и настройке системы
- Послепродажная техническая поддержка, основанная на задокументированном опыте эксплуатации в реальных условиях
Свяжитесь с INNOFZ, чтобы обсудить требования к вашему проекту и заказать индивидуальную конфигурацию.
Часто задаваемые вопросы
Почему для обмоток трансформаторов следует выбирать оптоволоконные датчики с флуоресцентным эффектом, а не традиционные датчики PT100?
Датчики PT100 содержат металл и по соображениям безопасности могут использоваться только в системах с низким напряжением, тогда как флуоресцентные волоконно-оптические датчики являются полностью оптическими и не подвержены электромагнитным помехам. Полное сравнение этих технологий см. в таблице выше.
Подходит ли данное устройство для использования в железнодорожном транспорте или в качестве выпрямительного трансформатора?
Да. Благодаря высокой высоковольтной прочности и полной защите от электромагнитных помех он подходит для использования в тяговых трансформаторах железнодорожного транспорта, выпрямительных трансформаторах и других силовых трансформаторах, работающих в сложных электрических условиях.
Как работает система управления вентилятором охлаждения?
Устройство отслеживает температуру обмотки в режиме реального времени и автоматически запускает или останавливает вентилятор охлаждения в зависимости от настраиваемых пороговых значений; также предусмотрена возможность ручного управления.
Можно ли настроить параметры сигнальной и отключающей контактных групп?
Да. Помимо стандартных контактов сигнализации и отключения при превышении температуры, можно добавить дополнительные функции, такие как сигнализация температуры сердечника, диагностика неисправностей вентилятора и сигнализация скорости повышения температуры — см. раздел «Стандартные и настраиваемые функции» выше.
