TOTF油浸式變壓器繞組熱點(diǎn)光纖在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)是基于熒光測(cè)溫原理研發(fā)的一套測(cè)溫系統(tǒng)，可應(yīng)用于油浸式變壓器繞組熱點(diǎn)、GIS設(shè)備內(nèi)部熱點(diǎn)、氣體絕緣式高壓開(kāi)關(guān)內(nèi)部熱點(diǎn)溫度監(jiān)測(cè)等。系統(tǒng)具有自診斷、測(cè)溫速度快、精準(zhǔn)度高的特點(diǎn)；且熒光光纖傳感器工藝成熟，一致性較好；能夠在線監(jiān)測(cè)各熱點(diǎn)溫度信息，并實(shí)時(shí)顯示在本地顯示系統(tǒng)及后臺(tái)數(shù)據(jù)終端。
熒光物質(zhì)在受到一定波長(zhǎng)(受激譜)的光輻射后，電子吸收光子從低能級(jí)躍遷到激發(fā)態(tài)高能級(jí)。而從高能級(jí)返回到低能級(jí)的輻射躍遷中就會(huì)發(fā)出熒光。激勵(lì)停止后，受激發(fā)產(chǎn)生熒光的強(qiáng)度會(huì)隨時(shí)間慢慢減弱，通常是按指數(shù)方式衰減，熒光衰減曲線如下所示。當(dāng)熒光強(qiáng)度從受激發(fā)后產(chǎn)生的光強(qiáng)減少到原來(lái)光強(qiáng)的1/e時(shí)，這個(gè)過(guò)程所經(jīng)歷的時(shí)間就是熒光壽命。
研究證明，在不同的環(huán)境溫度下，熒光壽命也不同，熒光壽命與溫度的關(guān)系可用下式表示：
式中，RE、RT、k、ΔE均為常數(shù)；T為絕對(duì)溫度。因此，測(cè)量熒光壽命的長(zhǎng)短，就可以得知當(dāng)前的環(huán)境溫度。熒光余輝的衰變時(shí)間常數(shù)是溫度的單值函數(shù)，通常溫度越高，時(shí)間常數(shù)越小。只要測(cè)得時(shí)間常數(shù)的值，就可以求出溫度。
應(yīng)用這種方法測(cè)溫的最大優(yōu)點(diǎn)，就是被測(cè)目標(biāo)溫度只取決于熒光材料的時(shí)間常數(shù)，而與系統(tǒng)的其他變量無(wú)關(guān)，例如激勵(lì)光源強(qiáng)度的變化、傳輸效率、耦合程度的變化等都不影響測(cè)量結(jié)果，較其它測(cè)溫法(熒光強(qiáng)度測(cè)溫等)原理上有明顯優(yōu)勢(shì)，系統(tǒng)框架圖如下圖所示。
實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)變壓器繞組“熱點(diǎn)”溫度
可評(píng)估變壓器運(yùn)行狀態(tài)，增強(qiáng)系統(tǒng)可靠性。
實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)變壓器運(yùn)行狀態(tài)中溫度信息
可及時(shí)有效控制負(fù)荷，優(yōu)化變壓器負(fù)載運(yùn)行配置。
及時(shí)監(jiān)測(cè)報(bào)警信息
高峰負(fù)荷運(yùn)行時(shí)，可防止變壓器過(guò)熱而出現(xiàn)非計(jì)劃性、突發(fā)性的故障。
長(zhǎng)期在線監(jiān)測(cè)變壓器溫度變化趨勢(shì)
可構(gòu)建變壓器溫度變化趨勢(shì)檔案，實(shí)現(xiàn)事前管理和風(fēng)險(xiǎn)預(yù)測(cè)。
提供動(dòng)態(tài)、實(shí)時(shí)、安全、可靠的信息
可及時(shí)啟動(dòng)冷卻系統(tǒng)，延長(zhǎng)變壓器使用壽命。
有效評(píng)估和優(yōu)化變壓器的設(shè)計(jì)與制作工藝
測(cè)溫范圍 | -40°C~260°C |
測(cè)溫精度 | ±1℃ |
測(cè)溫分辨率 | 0.1℃ |
測(cè)溫通道數(shù) | 4~9通道/10~18通道 |
響應(yīng)時(shí)間 | ≤200ms |
溫度單位 | ℃ |
供電 | DC 24V |
溫度校準(zhǔn) | 系統(tǒng)自校準(zhǔn)、自診斷、全壽命期間保持在標(biāo)準(zhǔn)范圍內(nèi) |
設(shè)備功耗 | <15W |
結(jié)構(gòu)尺寸 | 256*172*76mm |
通訊協(xié)議 | 標(biāo)準(zhǔn)Modbus RTU/Modbus TCP/IP |
設(shè)備物理接口 | 電源接口（DC 24V）、RS 485接口、LAN接口、USB接口、屏幕喚醒按鈕、4-9個(gè)ST傳感器接口、8+1繼電器接口、4- 9通道4~20mA模擬量接口 |
設(shè)備重量 | < 5kg |
結(jié)構(gòu)尺寸 | 256*172*70mm |
電源輸入 | DC 24V |
光纖連接器類型 | ST（接受定制） |
最小彎曲半徑 | 50mm |
長(zhǎng)度要求 | 1-8米 |
光纜耐受溫度 | -40℃~260℃ |
光纜直徑 | 3.0mm |
探頭類型 | 裸探頭+紙質(zhì)固定座 |
護(hù)套材質(zhì) | PTFE旋切管+帶開(kāi)口內(nèi)護(hù)套管 |
化學(xué)性能 | 抗化學(xué)腐蝕，可長(zhǎng)期應(yīng)用于變壓器油、煤油等 |
電磁干擾 | 完全免疫 |
絕緣性能 | 無(wú)導(dǎo)體結(jié)構(gòu) |
數(shù)字溫度信號(hào)接入后臺(tái)
設(shè)備具有多個(gè)模擬信號(hào)（4~20mA）及連續(xù)的數(shù)字信號(hào)接口（RS 485，LAN）以用來(lái)與外部通訊。
延長(zhǎng)變壓器使用壽命
光纖溫度傳感器（FS-08）可以實(shí)時(shí)測(cè)量繞組溫度。通過(guò)連接光纖溫度解調(diào)儀(FM-08)模擬量輸出模塊或RS 485輸出到變壓器冷卻控制設(shè)備，確保變壓器繞組溫度保持在安全值以下。
在安全范圍內(nèi)增加變壓器負(fù)載
由于繞組溫度測(cè)量基于繞組內(nèi)部相對(duì)準(zhǔn)確，變壓器負(fù)載必須保守，以確保繞組溫度低于安全值。
精確估算變壓器額定容量
油浸變壓器繞組熱點(diǎn)光纖溫度在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)可以允許額外負(fù)載，可以獲得額外的傳輸能量而不破壞設(shè)備。使用油浸變壓器繞組熱點(diǎn)光纖溫度在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)精確測(cè)量繞組熱點(diǎn)溫度，使得運(yùn)行條件下負(fù)載達(dá)到最大值。
對(duì)變壓器設(shè)計(jì)做有效驗(yàn)證
額定負(fù)載下的熱點(diǎn)溫升是決定所有變壓器負(fù)載能力的必要參數(shù)。只有通過(guò)光纖技術(shù)直接測(cè)量熱點(diǎn)溫度才能真實(shí)地了解溫升。
變壓器安裝場(chǎng)景：
設(shè)備名稱 | 配備方式 | 數(shù)量 | 備注 |
熒光光纖溫度解調(diào)儀 | FM-08/FM-18 | 1 | 標(biāo)準(zhǔn)通道數(shù)：4-9通道（可配置） |
| FM-11/FM-21 | 1 | 標(biāo)準(zhǔn)通道數(shù)：10-18通道（可配置） | |
熒光光纖溫度傳感器 | FS-06 | 4~8 | 標(biāo)準(zhǔn)長(zhǎng)度：3、5、8米（特殊長(zhǎng)度可定制） |
光纖貫通器轉(zhuǎn)接盤(pán) | OP-08 | 1 | 標(biāo)準(zhǔn)通道數(shù)：4-8（可配置）含密封圈 |
法蘭盤(pán) | RF-01 | 1 | |
轉(zhuǎn)接光纜 | EC-08 | 4~8 | 標(biāo)準(zhǔn)長(zhǎng)度：3.、5、8米（特殊長(zhǎng)度可定制） |
防護(hù)罩 | CB-02 | 1 | |
防護(hù)箱 | PB-02 | 1 | |
系統(tǒng)軟件 | Tmeas OTF | 1 | 必配，預(yù)裝于FM-08系統(tǒng)中 |
應(yīng)統(tǒng)軟件 | Tmeas GW | / | 選配 |
