ວິທີການນໍາໃຊ້ເຊັນເຊີເສັ້ນໄຍແກ້ວນໍາແສງເພື່ອຕິດຕາມກວດກາອຸນຫະພູມຫຼັກຂອງຫມໍ້ແປງປະເພດແຫ້ງ

ໃນຕາຂ່າຍໄຟຟ້າ smart, ໝໍ້ແປງໄຟຟ້າໄດ້ກາຍເປັນອຸປະກອນທີ່ຂາດບໍ່ໄດ້. ການດໍາເນີນງານຂອງຫມໍ້ແປງສົ່ງຜົນກະທົບຕໍ່ການຜະລິດແລະຊີວິດຂອງປະຊາຊົນໂດຍກົງ. ໃນຄໍາສັ່ງທີ່ຈະກວດພົບສະຖານະການຂອງຫມໍ້ແປງທີ່ດີກວ່າ, ມັນເປັນສິ່ງຈໍາເປັນເພື່ອປະຕິບັດການກວດພົບທີ່ສາມາດຄວບຄຸມໄດ້ໃນຫມໍ້ແປງ. ອາຍຸການຂອງຫມໍ້ແປງສ່ວນໃຫຍ່ແມ່ນຂຶ້ນກັບຄວາມສາມາດ insulation ຂອງມັນ. ໃນການດໍາເນີນງານຕົວຈິງຂອງການຫັນເປັນ, ອຸນຫະພູມຂອງຫມໍ້ແປງຜົນກະທົບຕໍ່ຄວາມສາມາດ insulation ຂອງຕົນ, ດັ່ງນັ້ນອາຍຸຂອງຫມໍ້ແປງແມ່ນ inferred ໂດຍການກວດສອບອຸນຫະພູມຂອງ transformer ໄດ້. ໃນລະຫວ່າງການປະຕິບັດງານຂອງຫມໍ້ແປງ, ອຸນຫະພູມຫຼັກສາມາດສະທ້ອນເຖິງອຸນຫະພູມພາຍໃນໄດ້ໂດຍກົງ, ດັ່ງນັ້ນຈຶ່ງມີຄວາມຈໍາເປັນອັນຮີບດ່ວນສໍາລັບວິທີການກວດພົບທີ່ສາມາດກວດສອບອຸນຫະພູມຫຼັກໄດ້ຢ່າງຖືກຕ້ອງ.

ໃນປັດຈຸບັນ, ມີສາມວິທີຕົ້ນຕໍໃນການກວດສອບອຸນຫະພູມຂອງແກນທາດເຫຼັກ: ວິທີການວັດແທກການຈໍາລອງຄວາມຮ້ອນ, ວິທີການວັດແທກການຄິດໄລ່ທາງອ້ອມ, ແລະວິທີການວັດແທກໂດຍກົງ. ການນໍາໃຊ້ວິທີການວັດແທກການຈໍາລອງຄວາມຮ້ອນເພື່ອວັດແທກອຸນຫະພູມ winding ແມ່ນຖືກນໍາໃຊ້ຢ່າງກວ້າງຂວາງເນື່ອງຈາກຄວາມງ່າຍດາຍຂອງມັນ, ແຕ່ຂະບວນການຈໍາລອງແລະຂະບວນການເພີ່ມອຸນຫະພູມມີຄວາມຜິດພາດທີ່ສໍາຄັນ, ສົ່ງຜົນໃຫ້ຜົນໄດ້ຮັບການຄາດຄະເນທີ່ບໍ່ຖືກຕ້ອງທີ່ບໍ່ສາມາດສະທ້ອນເຖິງອຸນຫະພູມລົມໄດ້ຢ່າງຖືກຕ້ອງ. ວິທີການຄິດໄລ່ທາງອ້ອມສໍາລັບການວັດແທກອຸນຫະພູມ winding ງ່າຍການກະຈາຍລັກສະນະຄວາມຮ້ອນຂອງຫມໍ້ແປງ., ແລະການຄິດໄລ່ແມ່ນງ່າຍດາຍແລະມີລະດັບຄວາມຖືກຕ້ອງທີ່ແນ່ນອນ. ແນວໃດກໍ່ຕາມ, ຜົນໄດ້ຮັບການຄິດໄລ່ອາດຈະໄດ້ຮັບຜົນກະທົບຈາກຈຸດຮ້ອນໃນ windings. ວິທີການວັດແທກໂດຍກົງສາມາດສະທ້ອນເຖິງແນວໂນ້ມຂອງການປ່ຽນແປງອຸນຫະພູມພາຍໃນຫມໍ້ແປງໄດ້ຢ່າງຖືກຕ້ອງໂດຍການວັດແທກອຸນຫະພູມ winding ໂດຍກົງ.. ວິທີການວັດແທກໂດຍກົງສ່ວນໃຫຍ່ແມ່ນປະກອບມີການທົດສອບເຊັນເຊີສັນຍານໄຟຟ້າ, ການທົດສອບການວັດແທກອຸນຫະພູມ infrared, ແລະການທົດສອບການວັດແທກອຸນຫະພູມໃຍແກ້ວນໍາແສງ.

ວິທີການວັດແທກເຊັນເຊີສັນຍານໄຟຟ້າຖືກນໍາໃຊ້ເພື່ອວັດແທກອຸນຫະພູມພາຍໃນຂອງຫມໍ້ແປງໂດຍກົງ, ແຕ່ເຊັນເຊີສັນຍານໄຟຟ້າມີອາຍຸສັ້ນແລະໄດ້ຮັບຜົນກະທົບຢ່າງຫຼວງຫຼາຍຈາກການແຊກແຊງໄຟຟ້າ, ແລະຜົນການທົດສອບບໍ່ສາມາດສະທ້ອນເຖິງອຸນຫະພູມພາຍໃນໄດ້ຢ່າງຖືກຕ້ອງ. ວິທີການວັດແທກອຸນຫະພູມ infrared ໃຊ້ການທົດສອບ infrared, ແຕ່ມັນມີຄວາມອ່ອນໄຫວຕໍ່ກັບການລົບກວນແມ່ເຫຼັກໄຟຟ້າ ແລະບໍ່ສາມາດສົ່ງຜົນການທົດສອບໄດ້ທັນເວລາ, ເຮັດໃຫ້ມັນເປັນໄປບໍ່ໄດ້ທີ່ຈະບັນລຸຫນ້າທີ່ຕິດຕາມເວລາທີ່ແທ້ຈິງ. ວິທີການວັດແທກອຸນຫະພູມໃຍແກ້ວນໍາແສງໄດ້ຖືກນໍາໃຊ້ຢ່າງກວ້າງຂວາງເນື່ອງຈາກຄວາມຖືກຕ້ອງຂອງການວັດແທກສູງ. ແນວໃດກໍ່ຕາມ, ເມື່ອວິທີການນີ້ຖືກນໍາໃຊ້ກັບການວັດແທກອຸນຫະພູມຂອງຫມໍ້ແປງ, ເຊັນເຊີໃຍແກ້ວນໍາແສງສາມາດຖືກວາງໄວ້ໂດຍອີງໃສ່ປະສົບການເທົ່ານັ້ນ, ເຮັດໃຫ້ເກີດບັນຫາເຊັ່ນ: ຈໍານວນຈຸດວັດແທກອຸນຫະພູມເລັກນ້ອຍແລະການແຜ່ກະຈາຍບໍ່ສະເຫມີພາບຂອງຈຸດວັດແທກອຸນຫະພູມ.

This paper proposes a transformer coil core temperature monitoring method based on fiber optic grating sensors to address the problems of limited number of temperature measurement points, ການແຈກຢາຍຈຸດທົດສອບທີ່ບໍ່ສະ ເໝີ ພາບ, ແລະບໍ່ສາມາດສົ່ງຜົນໄດ້ຮັບການວັດແທກໃນເວລາທີ່ແທ້ຈິງໃນວິທີການວັດແທກໂດຍກົງໃນປະຈຸບັນ. ວິທີການນີ້ສາມາດປັບປຸງລະດັບປະຈຸບັນຂອງການກວດສອບອຸນຫະພູມພາຍໃນໃນຫມໍ້ແປງ, ເພີ່ມຊີວິດການບໍລິການຂອງຫມໍ້ແປງ, ແລະຫຼຸດຜ່ອນອັດຕາການລົ້ມເຫຼວຂອງຫມໍ້ແປງ.

1. ຫຼັກການຂອງເຊັນເຊີ grating
Fiber Grating Sensor ເປັນເຊັນເຊີໃຍແກ້ວນໍາແສງ modulated wavelength ທີ່ໄດ້ຮັບຂໍ້ມູນການຮັບຮູ້ໂດຍການ modulating ເສັ້ນໄຍ Bragg wavelength ກັບຕົວກໍານົດການທາງດ້ານຮ່າງກາຍພາຍນອກ.. ເຊັນເຊີ fiber optic grating ມີຂໍ້ດີເຊັ່ນ: ຕ້ານການແຊກແຊງໄຟຟ້າ, ປະສິດທິພາບ insulation ໄຟຟ້າທີ່ດີ, ຂະ​ຫນາດ​ນ້ອຍ​, ແລະການສູນເສຍສາຍສົ່ງຕ່ໍາ.

Fiber Bragg gratings ມີຜົນກະທົບ optical ຄວາມຮ້ອນແລະການຂະຫຍາຍຄວາມຮ້ອນ, ເຊິ່ງຈະມີຜົນກະທົບໂດຍກົງຕໍ່ຄຸນລັກສະນະອຸນຫະພູມຂອງເສັ້ນໄຍ Bragg gratings. ໃນເວລາທີ່ຜົນກະທົບ optical ຄວາມຮ້ອນເກີດຂຶ້ນໃນ grating ໃຍແກ້ວນໍາແສງ, ດັດຊະນີ refractive ປະສິດທິພາບຂອງ grating ທີ່ສອດຄ້ອງກັນຈະມີການປ່ຽນແປງ. ຖ້າໄລຍະເວລາຂອງ grating ມີການປ່ຽນແປງ, ມັນຊີ້ໃຫ້ເຫັນວ່າເສັ້ນໄຍແກ້ວນໍາແສງໄດ້ຮັບຜົນກະທົບການຂະຫຍາຍຄວາມຮ້ອນ. ຖ້າອຸນຫະພູມແລະຄວາມຍາວຄື້ນ Bragg ປ່ຽນແປງ, ມັນຊີ້ໃຫ້ເຫັນວ່າທັງຜົນກະທົບ optical ຄວາມຮ້ອນແລະຜົນກະທົບການຂະຫຍາຍຄວາມຮ້ອນແມ່ນຖືກສ້າງຂຶ້ນໃນ grating ເສັ້ນໄຍ optic.

Fiber Bragg Grating ບໍ່ພຽງແຕ່ສາມາດວັດແທກອຸນຫະພູມ, ແຕ່ຍັງເມື່ອຍ. ຄຸນລັກສະນະເມື່ອຍຂອງເສັ້ນໄຍ Bragg gratings ສ່ວນໃຫຍ່ແມ່ນໄດ້ຮັບຜົນກະທົບຈາກຜົນກະທົບດ້ານຄວາມຍືດຫຍຸ່ນແລະ elasto optical. ຜົນກະທົບ elastic ມີຜົນກະທົບທີ່ສໍາຄັນກ່ຽວກັບໄລຍະເວລາ grating ຂອງເສັ້ນໄຍ Bragg gratings, ໃນ​ຂະ​ນະ​ທີ່​ຜົນ​ກະ​ທົບ optical elastic ປ່ຽນ​ແປງ​ດັດ​ຊະ​ນີ refractive ປະ​ສິດ​ທິ​ຜົນ​ຂອງ​ເສັ້ນ​ໄຍ Bragg grating sensors.

2 ວິທີການອອກແບບ
The iron core temperature monitoring system based on ເຊັນເຊີ fiber optic grating is mainly divided into sensor embedded transformers, ລະບົບກວດຈັບອຸນຫະພູມ, ແລະລະບົບສາຍສົ່ງ sensor.

2.1 ລະບົບກວດຈັບອຸນຫະພູມ
ການກວດຫາອຸນຫະພູມແບບດັ້ງເດີມມີບັນຫາເຊັ່ນ: ຄວາມຫຍຸ້ງຍາກໃນການວັດແທກອຸນຫະພູມ, ຈຸດວັດແທກຈໍາກັດ, ແລະຄວາມສາມາດໃນການຕ້ານການແຊກແຊງທີ່ອ່ອນແອຂອງວິທີການທົດສອບ. ເພາະສະນັ້ນ, ການສຶກສານີ້ສະເຫນີວິທີການຝັງເຊັນເຊີ fiber optic grating ເຂົ້າໄປໃນແກນ transformer, ເກັບກໍາຂໍ້ມູນອຸນຫະພູມໂດຍຜ່ານເຊັນເຊີ fiber optic grating ແລະສົ່ງສັນຍານເກັບກໍາ. ເນື່ອງຈາກຂະຫນາດຂະຫນາດນ້ອຍແລະຄວາມສາມາດຕ້ານການແຊກແຊງທີ່ເຂັ້ມແຂງຂອງ sensors grating ເສັ້ນໄຍ optic, ພວກເຂົາສາມາດເຮັດວຽກໄດ້ຕາມປົກກະຕິໃນອຸນຫະພູມສູງແລະສະພາບແວດລ້ອມຄວາມກົດດັນສູງ, ດັ່ງນັ້ນເຂົາເຈົ້າສາມາດໄດ້ຮັບການຝັງຢ່າງເຕັມສ່ວນພາຍໃນຫມໍ້ແປງ. ທໍາອິດ, grating ເສັ້ນໄຍ optic ແມ່ນ pre stretched ໂດຍນໍາໃຊ້ເຄື່ອງມືການ stretching ເສັ້ນໄຍ optic ກ່ອນ, ແລະຫຼັງຈາກນັ້ນເສັ້ນໄຍທີ່ດໍາເນີນການແມ່ນເຮັດດ້ວຍທອງ. ເນື່ອງຈາກອຸນຫະພູມແລະຄວາມເມື່ອຍຂອງ sensors grating ເສັ້ນໄຍ optic, ເພື່ອປັບປຸງຄວາມຖືກຕ້ອງຂອງການວັດແທກຂອງເຊັນເຊີ fiber optic grating, ມັນເປັນສິ່ງຈໍາເປັນເພື່ອຫຼຸດຜ່ອນອິດທິພົນຂອງລັກສະນະເມື່ອຍແລະປັບປຸງຕົວຄູນການຂະຫຍາຍຄວາມຮ້ອນເພື່ອເພີ່ມຄວາມອ່ອນໄຫວ. ເນື່ອງຈາກຕົວຄູນການຂະຫຍາຍຄວາມຮ້ອນສູງຂອງໂລຫະປະສົມອາລູມິນຽມ, ປະສິດທິພາບການວັດແທກຂອງເຊັນເຊີເສັ້ນໄຍແກ້ວນໍາແສງສາມາດໄດ້ຮັບການປັບປຸງໂດຍການສົມທົບໃຫ້ເຂົາເຈົ້າກັບໂລຫະປະສົມອາລູມິນຽມ substrate ຂອງຫຼັກທາດເຫຼັກໂດຍຜ່ານເຕັກໂນໂລຊີການເຊື່ອມໂລຫະແຂງ.. ໃຊ້ເຄື່ອງມືເພື່ອປະຕິບັດວຽກງານ slotting ຢູ່ດ້ານຫລັງຂອງແກນທາດເຫຼັກ, ມີຂະຫນາດປານກາງທີ່ບໍ່ມີຜົນກະທົບຕໍ່ການເຮັດວຽກປົກກະຕິຂອງແກນທາດເຫຼັກ. ໃນ​ລະ​ຫວ່າງ​ຂະ​ບວນ​ການ​ຂອງ​ການ​ຫໍ່​ສາຍ​ທອງ​ແດງ​ແປ​ດ້ວຍ​ເຈ້ຍ​, ອຸປະກອນຊີ້ທາງແມ່ນໃຊ້ເພື່ອນໍາພາເສັ້ນໃຍແສງເຂົ້າໄປໃນຮ່ອງຂະຫນາດນ້ອຍທີ່ເປີດໂດຍສາຍທອງແດງ., ໃນຂະນະທີ່ສະຫງວນເສັ້ນໃຍຫາງຂອງເສັ້ນໄຍສໍາລັບການນໍາພາສັນຍານການຮັບຮູ້.

2.2 ລະບົບສາຍສົ່ງ sensor
ການສຶກສານີ້ຮັບຮອງເອົາເຕັກໂນໂລຊີ multiplexing ການແບ່ງຄວາມຍາວຄື້ນ ແລະເຕັກໂນໂລຊີ multiplexing ການແບ່ງຊ່ອງ. ເທກໂນໂລຍີ Multiplexing ການແບ່ງຄວາມຍາວຂອງຄື້ນແມ່ນການສົ່ງສັນຍານສອງຫຼືຫຼາຍກວ່ານັ້ນຜ່ານຊ່ອງທາງທີ່ແຕກຕ່າງກັນໃນເສັ້ນໄຍ optical ດຽວ., ໂດຍບໍ່ມີຜົນກະທົບຕໍ່ກັນແລະກັນ. ວິທີການສາຍສົ່ງນີ້ອະນຸຍາດໃຫ້ເສັ້ນໃຍ optical ສົ່ງຂໍ້ມູນເພີ່ມເຕີມ. ເທກໂນໂລຍີ Multiplexing ການແບ່ງອາວະກາດລວມເອົາເສັ້ນໃຍ optical ຫຼາຍເສັ້ນເພື່ອປະກອບຫຼາຍຊ່ອງທາງ, ແຕ່ລະອັນເປັນເອກະລາດຂອງກັນແລະກັນ, ແລະສັນຍານຖືກສົ່ງຜ່ານຊ່ອງທາງທີ່ສອດຄ້ອງກັນ. ໂດຍ​ການ​ນໍາ​ໃຊ້​ເຕັກ​ໂນ​ໂລ​ຊີ multiplexing ການ​ແບ່ງ​ເສັ້ນ​ເວ​ລາ​ແລະ​ເຕັກ​ໂນ​ໂລ​ຊີ multiplexing ການ​ແບ່ງ​ຊ່ອງ​, ເສັ້ນໄຍ optical ຈໍາກັດສາມາດສົ່ງຂໍ້ມູນໄດ້ສູງສຸດ, ປະສິດທິຜົນແກ້ໄຂບັນຫາຂອງຈຸດວັດແທກອຸນຫະພູມພາຍໃນຫນ້ອຍລົງໃນຫມໍ້ແປງ. ທໍາອິດ, ຂໍ້​ມູນ​ການ​ກວດ​ສອບ​ແມ່ນ​ໄດ້​ເກັບ​ກໍາ​ໂດຍ​ຜ່ານ​ເຊັນ​ເຊີ​ເສັ້ນ​ໄຍ optic grating​, ແລະຫຼັງຈາກນັ້ນຖືກສົ່ງໄປຫາ demodulator. demodulator ແປງສັນຍານຄວາມຍາວຄື່ນເປັນສັນຍານດິຈິຕອນ, ແລະຄອມພິວເຕີໄດ້ຮັບສັນຍານ ແລະສະແດງຜົນການກວດພົບໃນເວລາຈິງ.

ເພື່ອແກ້ໄຂບັນຫາການວັດແທກອຸນຫະພູມທີ່ຫຍຸ້ງຍາກແລະຈຸດວັດແທກອຸນຫະພູມຈໍານວນຫນ້ອຍໃນຫມໍ້ແປງ, ເອກະສານສະບັບນີ້ສະເຫນີວິທີການຕິດຕາມອຸນຫະພູມສໍາລັບແກນເຫຼັກຂອງຫມໍ້ແປງເຫຼັກໂດຍອີງໃສ່ເຊັນເຊີເສັ້ນໄຍແກ້ວນໍາແສງ. ຝັງເຊັນເຊີ fiber optic grating ເຂົ້າໄປໃນຫຼັກ transformer, ແລະໃຊ້ວິທີການ multiplexing ການແບ່ງຊ່ອງຫວ່າງ ແລະວິທີການ multiplexing ການແບ່ງຄວາມຍາວຄື້ນເພື່ອສົ່ງຂໍ້ມູນເຊັນເຊີໄປຫາ demodulator. demodulator ແປງສັນຍານຄວາມຍາວຄື່ນເປັນຂໍ້ມູນດິຈິຕອນແລະສົ່ງມັນກັບຄອມພິວເຕີເພື່ອບັນລຸການທໍາງານການຕິດຕາມໃນເວລາທີ່ແທ້ຈິງ.. ຜົນໄດ້ຮັບການຈໍາລອງສະແດງໃຫ້ເຫັນວ່າປຽບທຽບກັບວິທີການວັດແທກ ESSM, ວິທີການວັດແທກ ITM, ແລະວິທີການວັດແທກອຸນຫະພູມ FOTM, ວິທີການວັດແທກ FGCTM ທີ່ສະເຫນີໃນເອກະສານນີ້ສາມາດປັບປຸງຄວາມຖືກຕ້ອງຂອງການກວດສອບອຸນຫະພູມພາຍໃນໃນຫມໍ້ແປງໄດ້ຢ່າງມີປະສິດທິພາບ.. ເນື່ອງຈາກຂໍ້ໄດ້ປຽບຂອງມັນເຊັ່ນ: ຂະຫນາດນ້ອຍ, ຄວາມຕ້ານທານທີ່ເຂັ້ມແຂງຕໍ່ການແຊກແຊງໄຟຟ້າ, ແລະ insulation ດີ, ເຊັນເຊີ fiber optic grating ຢ່າງຕໍ່ເນື່ອງສາມາດບັນລຸການກວດສອບອຸນຫະພູມໃນເວລາທີ່ແທ້ຈິງຂອງອຸປະກອນການຜະນຶກແລະແຮງດັນສູງ, ເຮັດໃຫ້ມັນເຫມາະສົມສໍາລັບຄໍາຮ້ອງສະຫມັກການກວດພົບອຸນຫະພູມອື່ນໆ.

ເຊັນເຊີອຸນຫະພູມ Fiber optic, ລະບົບຕິດຕາມກວດກາອັດສະລິຍະ, ຜູ້ຜະລິດໃຍແກ້ວນໍາແສງແຈກຢາຍຢູ່ໃນປະເທດຈີນ