instrumentos de control de temperatura de transmisión e distribución: Solucións avanzadas de fibra óptica

instrumentos de control de temperatura de transmisión e distribución son dispositivos e sistemas empregados para medir e rastrexar a temperatura dos compoñentes críticos dentro das redes de transmisión e distribución de enerxía. Estes instrumentos son esenciais para garantir o funcionamento fiable e eficiente da rede eléctrica. Eles axudan a previr os fallos dos equipos causados ​​polo superenriquecido, Extenda a vida útil dos activos, optimizar o rendemento, e mellorar a estabilidade global da rede. Isto conséguese proporcionando datos de temperatura en tempo real, que permite un mantemento proactivo, carga dinámica de equipos, e detección precoz de problemas potenciais. Este artigo explora instrumentos avanzados de control de transmisión e distribución de temperatura, centrándose nas vantaxes dos sensores de fibra óptica, incluíndo sensores baseados en fluorescencia, detección de fibra óptica distribuída (DTS), e fibra Bragg reixa (FBG) sensores. Tamén resaltaremos como Fjinno Ofrece solucións personalizadas para a industria eléctrica.

1. Introdución

Transmisión de enerxía e As redes de distribución son sistemas complexos comprendendo numerosos compoñentes que funcionan con alto estrés e condicións esixentes. A temperatura é un indicador clave da saúde e o rendemento destes compoñentes. Excesivo As temperaturas poden levar ao illamento degradación, Envellecemento acelerado, eficiencia reducida, e en definitiva, Fallo do equipo. Polo tanto, eficaz instrumentos de control de temperatura de transmisión e distribución son cruciais para garantir a fiabilidade da rede, evitando interrupcións, e optimizar a xestión de activos.

2. Importancia do control da temperatura

Monitorización da temperatura nos sistemas de transmisión e distribución proporciona varios beneficios críticos:

• Evitando fallos: A detección precoz do sobrecalentamento permite a intervención oportuna e prevén os fallos catastróficos.
• Estender a vida útil dos equipos: Manter as temperaturas de funcionamento óptimas reduce o estrés nos compoñentes e estende a súa vida útil.
• Optimización da utilización de activos: Os datos de temperatura en tempo real permiten a carga dinámica de activos, Maximizar a súa capacidade mentres permanece dentro de límites seguros.
• Mellora Fiabilidade da rede: Monitorización proactiva e o mantemento reduce o risco de interrupcións e mellora a estabilidade global da rede.
• Mellorar a seguridade: Previr o superenriquecido reduce o risco de incendios e outros riscos de seguridade.
• Reducindo os custos de mantemento: O mantemento preditivo baseado nos datos de temperatura minimiza as inspeccións e reparacións innecesarias.
• Habilitar Funcionalidade de rede intelixente: Temperatura en tempo real Os datos son esenciais para habilitar funcións de rede intelixente como a clasificación de liña dinámica e as estratexias de control avanzado.

3. Compoñentes clave que requiren o seguimento

Os sistemas de transmisión e distribución requiren varios compoñentes dentro dos sistemas de transmisión e distribución Monitorización da temperatura:

• Transformadores de enerxía: Monitorización da temperatura do punto quente do enrolamento, Temperatura superior do aceite, e temperatura de casquillo.
• Cables subterráneos: Monitorización da temperatura do condutor de cable e da temperatura da vaina para detectar puntos quentes e evitar danos no illamento.
• Liñas aéreas: Monitorización da temperatura do condutor Para a clasificación de liña dinámica e a avaliación de SAG.
• Switchgear: Monitorización da temperatura da barra de bus, Temperatura de contacto, e temperatura do compartimento.
• Barras de autobús: Monitorización de puntos quentes debido a conexións soltas ou sobrecargas.
• Bancos de condensadores: Contratador de control pode a temperatura para evitar fallos.
• Reactores: Monitorización da temperatura do enrolamento.

4. Sensores de temperatura tradicionais

Tradicionalmente, Varios tipos de sensores de temperatura utilizáronse nos sistemas de enerxía, incluíndo:

• Termocopias: Estes xeran unha tensión proporcional á diferenza de temperatura entre dúas unións de metal diferentes.
• Detectores de temperatura de resistencia (RTS): Estes Mide a temperatura en función do cambio de resistencia dun metal (normalmente platino).
• Termistores: Trátase de resistencias sensibles á temperatura cuxa resistencia cambia significativamente coa temperatura.
• Infravermello (E) Termómetros: Estes Mide a temperatura detectando o infravermello radiación emitida por un obxecto (Medición sen contacto).

Mentres que estes sensores se usan durante moitos anos, teñen limitacións no ambiente esixente de sistemas de enerxía:

• Susceptibilidade á interferencia electromagnética (Emi): Xera o ambiente de alta tensión dos sistemas de enerxía Forte electromagnético campos que poden interferir nas lecturas de sensores eléctricos tradicionais, conducindo a imprecisións.
• Sensación de varios puntos limitados: Estes sensores normalmente fornecen medicións de puntos, requirindo múltiples sensores Para controlar diferentes lugares.
• Risco de perigos eléctricos: Sensores eléctricos pode supor un risco de seguridade en ambientes de alta tensión.
• Desafíos de instalación: Instalar e manter os sensores tradicionais en equipos enerxéticos pode ser un reto e requirir interrupcións.

5. Vantaxes dos sensores de fibra óptica

Os sensores de fibra óptica ofrecen vantaxes significativas sobre a temperatura tradicional Sensores para aplicacións do sistema de enerxía:

• Inmunidade á interferencia electromagnética (Emi): Sensores de fibra óptica son completamente inmunes a EMI, Garantir medidas precisas e fiables en ambientes de alta tensión.
• Alta precisión: Fibra Os sensores ópticos poden proporcionar medidas de alta precisión e temperatura de precisión.
• Pequeno tamaño e flexibilidade: O pequeno tamaño e flexibilidade de As fibras ópticas permiten unha fácil instalación en espazos axustados e en xeometrías complexas.
• Seguridade intrínseca: Sensores de fibra óptica son inherentemente seguros, xa que non conducen electricidade. Isto elimina o risco de chispas ou curtocircuítos.
• Capacidade de longa distancia: Os sensores de fibra óptica poden transmitir sinais a longas distancias cunha mínima perda de sinal, facéndoos adecuados para controlar os grandes sistemas de enerxía.
• Multipunto e Detección distribuída: Certos tipos de sensores de fibra óptica (DTS e FBG) Permitir medidas de temperatura en varios puntos ou continuamente ao longo da fibra.
• Estabilidade a longo prazo: Sensores de fibra óptica non están suxeitos a deriva e ofrecen unha excelente estabilidade a longo prazo.

6. Sensores de fibra óptica baseados en fluorescencia

Baseado en fluorescencia Os sensores de fibra óptica son ideais para medir a temperatura puntual en transformadores, Switchgear, e outros activos críticos. Estes sensores utilizan un material fluorescente na punta da fibra óptica. Cando este material está entusiasmado por un pulso lixeiro dun instrumento conectado, Emite luz (fluoresces) a unha lonxitude de onda diferente. A característica crucial é o * tempo de decadencia * desta fluorescencia: o tempo que leva a intensidade da luz emitida para diminuír a un nivel específico. Este tempo de decadencia está relacionado directamente e previsiblemente coa temperatura do material fluorescente. Medindo con precisión o tempo de descomposición, o O instrumento conectado determina con precisión a temperatura no sensor Consello. Ofrecen alta precisión, Inmunidade EMI, e estabilidade a longo prazo.

7. Detección de fibra óptica distribuída (DTS)

Distribuído Detección de fibra óptica (DTS) é unha poderosa tecnoloxía para o control continuo da temperatura ao longo de toda a lonxitude dunha fibra óptica. DTS é especialmente adecuado para controlar os activos longos como cables subterráneos e liñas aéreas.

**Como funciona:**

DTS utiliza o principio de Dispersión de Raman. Lévase un pulso láser ao fibra óptica. A medida que o pulso viaxa ao longo da fibra, Unha pequena porción da luz está espallada cara á fonte debido a imperfeccións e variacións inherentes dentro da estrutura da fibra. Esta luz retrasada contén diferentes compoñentes, incluíndo Rayleigh Scattering, Brillouin dispersión, e dispersión Raman. A dispersión de Raman depende especialmente da temperatura. Consta de dous compoñentes: Stokes e anti-Stokes. A * intensidade * dos anti-Stokes A luz retrasada de Raman é significativamente máis sensible á temperatura Cambios que o compoñente Stokes. Analizando o tempo de voo (que dá a situación ao longo da fibra) e a relación de intensidade dos anti-Stokes de Stokes Raman Lightscattered Light, o O sistema DTS pode determinar a temperatura En calquera momento da fibra, con resolucións espaciais ata o nivel do contador ou aínda mellor.

**Vantaxes de DTS:**

• Monitorización continua: Proporciona a Temperatura completa Perfil ao longo de toda a lonxitude da fibra.
• Longo alcance: Pode controlar as distancias de decenas de quilómetros.
• Alta resolución espacial: Pode detectar cambios de temperatura con alta precisión espacial.
• Monitorización en tempo real: Ofrece datos de temperatura en tempo real.
• Detección anticipada de fallos: Pode detectar puntos quentes e desenvolver fallos antes de levar a fallos.

8. Reixa de fibra Bragg (FBG) Sensores

Reixa de fibra Bragg (FBG) Os sensores úsanse para a temperatura case distribuída (e cepa) medidas. Un FBG é un segmento curto (normalmente uns poucos milímetros) de fibra óptica que ten unha variación periódica no índice de refracción do núcleo de fibra. Esta variación periódica, ou reixa, actúa como un espello selectivo de lonxitude de onda.

**Como funciona:**

Cando a luz de banda ancha (luz que contén unha serie de lonxitudes de onda) lanza a unha fibra que contén un FBG, A reixa reflicte unha estreita banda de lonxitudes de onda centrada en torno a unha lonxitude de onda específica chamada lonxitude de onda de Bragg (λb). O A lonxitude de onda de Bragg está determinada polo período da reixa (L) e o índice de refracción efectivo do núcleo da fibra (Neff): λb = 2 * Neff * L. Cambios en temperatura ou cepa Aplicado ao FBG causa un cambio na lonxitude de onda de Bragg. Un aumento da temperatura normalmente fai que a fibra se expanda, aumentando o período de reixa e cambiando o bragg lonxitude de onda ata unha lonxitude de onda máis longa. Do mesmo xeito, A tensión de tracción tamén aumentará o período de reixa. Medindo con precisión este cambio na lonxitude de onda de Bragg reflectida, a temperatura (ou cepa) Na localización do FBG pódese determinar. Múltiples FBGs, cada un cun período de reixa diferente e, polo tanto, unha lonxitude de onda de Bragg diferente, pódese escribir nunha soa fibra, permitindo Medidas de temperatura en múltiples puntos discretos. Isto coñécese como multiplexación de división de lonxitude de onda (WDM).

**Vantaxes dos sensores FBG:**

• Sensación de varios puntos: Pódense inscribir múltiples FBG nunha única fibra, permitindo medicións en varias localidades.
• Alta precisión: Os sensores FBG ofrecen alta precisión e resolución.
• Multiplexación de lonxitude de onda: Múltiples FBG con diferentes As lonxitudes de onda de Bragg pódense usar na mesma fibra, simplificando o proceso de interrogatorio.
• Simultaneamente Medición de temperatura e tensión: Sensores FBG pode medir tanto a temperatura como a tensión, Proporcionar información valiosa sobre a tensión mecánica nos compoñentes.

9. Fjinno: Solucións de fibra óptica personalizadas

Fjinno é un dos principais provedores de detección de temperatura de fibra óptica Solucións para a industria eléctrica. Ofrecen unha gama completa de sensores e sistemas, incluíndo:

• Baseado en fluorescencia Sensores de fibra óptica: Para medicións de temperatura puntuais precisas nos transformadores, Switchgear, e outros equipos.
• Fibra Óptica Distribuída Sensato (DTS) Sistemas: Para o control continuo da temperatura de activos longos como cables e liñas aéreas.
• Reixa de fibra Bragg (FBG) Sensores: Para medicións de temperatura e tensión case distribuídas.
• Solucións personalizadas: Fjinno pode adaptar deseños e sistemas de sensores para satisfacer os requisitos específicos de diferentes aplicacións e necesidades do cliente.
• Instalación e soporte: Proporcionan apoio experto para a instalación, Comisión, e mantemento continuo.

Fjinno As solucións están deseñadas para a fiabilidade, precisión, e rendemento a longo prazo no ambiente esixente de Sistemas de transmisión e distribución de enerxía.

10. Aplicacións en transmisión e distribución

Monitorización da temperatura de fibra óptica ten numerosas aplicacións en sistemas de transmisión e distribución:

• Monitorización do transformador: Detección de puntos quentes, Temperatura superior do aceite, Temperatura de casquillo.
• Monitorización por cable: Clasificación térmica en tempo real (Rttr), Detección de puntos quentes, Localización da falla.
• Monitorización da liña aérea: Clasificación de liña dinámica (DLR), Monitorización de casos, Temperatura do condutor.
• Monitorización de switchgear: Temperatura da barra de autobús, Temperatura de contacto, Temperatura do compartimento.
• Aplicacións de rede intelixente: Habilitar as estratexias avanzadas de xestión e control de rede.

11. Beneficios do control de fibra óptica

Os beneficios de usar Monitorización da temperatura de fibra óptica na transmisión e distribución Os sistemas inclúen:

• Fiabilidade da rede mellorada: Reducido risco de fallos e interrupcións.
• Mellorado Xestión de activos: Optimizado Utilización de activos e vida útil do equipo estendido.
• Custos de mantemento reducidos: Mantemento preditivo e menos inspeccións innecesarias.
• Aumento da seguridade: Detección precoz de sobrecalentamento e riscos potenciais.
• Habilitar as tecnoloxías de rede intelixente: Datos en tempo real para a xestión avanzada da rede.

12. Preguntas frecuentes (FAQ)

13. Conclusión

transmission and distribution temperature monitoring instruments are a critical aspect of maintaining the health, reliability, and efficiency of Sistemas de transmisión e distribución de enerxía. Sensores de fibra óptica, incluíndo sensores baseados en fluorescencia, DTS, and FBG technologies, offer significant advantages over traditional temperature sensors, providing accurate, reliable, and EMI-immune measurements. Fjinno customized fiber optic solutions empower utilities and grid operators to proactively monitor their assets, prevent failures, optimizar o rendemento, e en definitiva, enhance the resilience of the power grid.

Sensor de temperatura de fibra óptica, Sistema de vixilancia intelixente, Fabricante de fibra óptica distribuída en China