წნევის, წინააღმდეგობის და ბოჭკოვანი ოპტიკური თერმომეტრების გაგება

-ის საიმედო ფუნქციონირება, ზეთში ჩაძირული ტრანსფორმატორი დიდწილად დამოკიდებულია მისი შიდა საიზოლაციო ზეთის სტაბილურობასა და გრაგნილის ტემპერატურაზე. გადახურება იზოლაციის დაჩქარებული დაბერების, მუშაობის გაუარესების და საბოლოო ჯამში, გაუმართაობის ძირითადი მიზეზია. ამიტომ, ტემპერატურის მონიტორინგი ტრანსფორმატორის მუშაობისა და მოვლა-პატრონობის ერთ-ერთი ყველაზე ფუნდამენტური და კრიტიკული ასპექტია. ტრადიციული მექანიკური ციფერბლატებიდან თანამედროვე ინტელექტუალურ ბოჭკოვან ოპტიკურ სისტემებამდე, თერმომეტრის განვითარების ისტორია ტრანსფორმატორის მონიტორინგის ტექნოლოგიის ევოლუციაა პასიური დაკვირვებიდან აქტიურ ადრეულ გაფრთხილებამდე.

 

ეს სტატია სისტემატურად აღწერს ზეთში ჩაძირულ ტრანსფორმატორებზე გამოყენებული თერმომეტრების გავრცელებულ ტიპებს და უზრუნველყოფს მათი მუშაობის პრინციპებისა და გამოყენების სცენარების სიღრმისეულ ანალიზს.

 

თავი 1: თერმომეტრების „გენეალოგიური ხე“ - სამი ძირითადი ტიპის დეტალური მიმოხილვა

გაზომვის პრინციპებისა და მონტაჟის ადგილმდებარეობის მიხედვით, ზეთში ჩაძირული ტრანსფორმატორების თერმომეტრები ძირითადად იყოფა შემდეგ სამ კატეგორიად. ისინი ერთად ქმნიან სამგანზომილებიან მონიტორინგის ქსელს ზეთის ზედა ტემპერატურიდან გრაგნილის ცხელ წერტილებამდე.

 

1. წნევის ტიპის თერმომეტრი (დისტანციური წაკითხვის თერმომეტრი)

მუშაობის პრინციპი: ეს არის კლასიკური მექანიკური ინსტრუმენტი, რომელიც დაფუძნებულია თერმულ გაფართოებაზე/შეკუმშვაზე და სითხის/აირის წნევის გადაცემაზე. სისტემა შედგება სამი ნაწილისგან:

 

ტემპერატურის ნათურა (სენსორი): ჩასმულია ტრანსფორმატორის ავზის ზედა ნაწილში არსებულ ზეთში და ივსება ტემპერატურისადმი მგრძნობიარე გარემოთი (მაგ., სითხით, აირით ან დაბალი დუღილის წერტილის მქონე სითხით).

 

კაპილარული მილი: გრძელი, თხელი მეტალის მილი, რომელიც აკავშირებს ბოლქვს საზომ თავთან და შევსებულია წნევის გადამცემი საშუალებით.

 

საზომი თავი (ინდიკატორი): დამონტაჟებულია ტრანსფორმატორის ავზის კედელზე ან მართვის კარადაზე, შესაძლოა ნათურიდან რამდენიმე მეტრის დაშორებით. მისი ბირთვი წარმოადგენს ბურდონის მილას - მოხრილი, ელასტიური ლითონის მილას. როდესაც ნათურა თბება, შიდა წნევის ცვლილება კაპილარის მეშვეობით ბურდონის მილში გადადის, რაც იწვევს მის დეფორმაციას. ეს დეფორმაცია მაჩვენებელს გადაადგილებს შემაერთებელი მექანიზმის მეშვეობით, რომელიც აჩვენებს ტემპერატურას.

 

ძირითადი მახასიათებლები:

 

წმინდა მექანიკური, არ საჭიროებს გარე კვებას, შესანიშნავი იმუნიტეტი ელექტრომაგნიტური ჩარევის მიმართ, ძალიან მაღალი საიმედოობა.

 

საზომი თავის დისტანციურად დამონტაჟება შესაძლებელია მოსახერხებელი ადგილობრივი წაკითხვისთვის.

 

როგორც წესი, აღჭურვილია 1-2 რეგულირებადი კონტაქტით გადაჭარბებული ტემპერატურის სიგნალიზაციისა და გამორთვის ფუნქციებისთვის.

 

სიზუსტე და რეაგირების სიჩქარე შედარებით ნელია ელექტრონულ ტიპებთან შედარებით, ხოლო კაპილარული მილი მგრძნობიარეა მექანიკური დაზიანების მიმართ.

 

ტიპიური გამოყენება: ზეთის ზედა დონის ტემპერატურის მონიტორინგისა და განგაშის ძირითადი მოწყობილობა, თითქმის სტანდარტული მახასიათებელი ყველა ზეთში ჩაძირულ ტრანსფორმატორზე.

 

2. წინააღმდეგობის ტემპერატურის დეტექტორი (RTD, მაგ., PT100)

მუშაობის პრინციპი: დაფუძნებულია იმ თვისებაზე, რომ გამტარის წინაღობა იცვლება ტემპერატურასთან ერთად. ყველაზე გავრცელებული სენსორული ელემენტია პლატინის წინაღობის თერმომეტრი, სადაც PT100 აღნიშნავს 100 ომ წინააღმდეგობას 0°C ტემპერატურაზე. მისი წინააღმდეგობა ზუსტად და წრფივად იცვლება ტემპერატურასთან ერთად.

 

სისტემის კომპონენტები:

 

პლატინის RTD ზონდი: დამონტაჟებულია ტრანსფორმატორის ზედა ნაწილში, თერმომეტრის ჭაში, ჩაძირული ზეთში.

 

საზომი ხიდი და გადამცემი: ხშირად ინტეგრირებულია ინტელექტუალურ მართვის ბლოკში. ზუსტი სქემა ზომავს PT100-ის წინააღმდეგობას და გარდაქმნის მას სტანდარტულ 4-20mA დენის სიგნალად ან ციფრულ სიგნალად.

 

ძირითადი მახასიათებლები:

 

მაღალი გაზომვის სიზუსტე, სიგნალების გადაცემა შესაძლებელია დიდ მანძილზე, კარგი ხმაურის იმუნიტეტი.

 

გამომავალი სიგნალი არის სტანდარტული ელექტრული სიგნალი, რომელიც ადვილად ინტეგრირდება ავტომატიზაციის პლატფორმებთან, როგორიცაა SCADA (სუპერვადი კონტროლი და მონაცემთა შეგროვება) და DCS (განაწილებული მართვის სისტემები) დისტანციური ცენტრალიზებული მონიტორინგისთვის.

 

ხშირად დამონტაჟებულია წნევის ტიპის თერმომეტრთან ერთად და ემსახურება როგორც ზედმეტი ან უფრო მაღალი სიზუსტის საშუალება ზეთის ტემპერატურის დისტანციური მონიტორინგისა და ჩანაწერების გასაკეთებლად.

 

ტიპიური გამოყენება: გამოიყენება დისტანციური გადაცემისა და ზეთის ზედა ფენის ტემპერატურის ციფრული მონიტორინგისთვის, რაც თანამედროვე ავტომატიზირებული, უყურადღებო ქვესადგურების ქვაკუთხედია.

 

3. ბოჭკოვანი ოპტიკური ხვეულის ტემპერატურის გაზომვის სისტემა (ყველაზე მოწინავე პირდაპირი „ცხელი წერტილის“ გაზომვა)

მუშაობის პრინციპი: ეს ამჟამად ყველაზე პირდაპირი და მოწინავე ტექნოლოგიაა ხვეულების ტემპერატურის მონიტორინგისთვის. ის ეფუძნება ბოჭკოვანი ბრაგის ბადეების ფიზიკას.

 

ბოჭკოვანი ბრაგის ბადის (FBG) სენსორი: გარდატეხის ინდექსის (ბადის) პერიოდული ვარიაცია იწერება სპეციალური ოპტიკური ბოჭკოს სეგმენტზე ლაზერის გამოყენებით. მისი ძირითადი თვისებაა: კონკრეტული ტალღის სიგრძის (ბრაგის ტალღის სიგრძე) სინათლე აირეკლება და ეს არეკლილი ტალღის სიგრძე წრფივად იცვლება ტემპერატურის (ან დეფორმაციის) ცვლილებასთან ერთად ბადის ადგილმდებარეობაში.

 

გაზომვის პროცესი: ტრანსფორმატორის წარმოების დროს პროგნოზირებულ ყველაზე ცხელ წერტილებში მაღალი ძაბვის გრაგნილებების იზოლაციის ფენებს შორის პირდაპირ წინასწარ არის ჩასმული მოქნილი ბოჭკოვანი ოპტიკური კაბელი, რომელიც ჩაშენებულია მრავალი FBG სენსორით. სისტემა ასხივებს ფართოზოლოვან სინათლეს და თითოეული გისოსიდან არეკლილი სპეციფიკური ტალღის სიგრძის ანალიზით, მას შეუძლია ზუსტად და რეალურ დროში მიიღოს აბსოლუტური ტემპერატურა გრაგნილის სხვადასხვა წერტილში.

 

ძირითადი მახასიათებლები:

 

გრაგნილის ცხელი წერტილის ტემპერატურის პირდაპირი გაზომვა და არა ირიბი შეფასება. მონაცემები ყველაზე სანდო და სანდოა.

 

შინაგანად უსაფრთხო: ოპტიკური ბოჭკო დამზადებულია სილიციუმისგან, არის იზოლატორი, მდგრადია მაღალი ძაბვის მიმართ და მდგრადია ელექტრომაგნიტური ჩარევის მიმართ, სტაბილურად მუშაობს ძლიერ ელექტრომაგნიტურ ველებში.

 

განაწილებული გაზომვა: ერთ ბოჭკოს შეუძლია ათობით სენსორული წერტილის განთავსება, რაც საშუალებას იძლევა შეიქმნას გრაგნილის სრული თერმული რუკა.

 

ტრანსფორმატორის „დინამიური რეიტინგის“ და სიცოცხლის ხანგრძლივობის შეფასების ძირითადი ხელშემწყობი ფაქტორი.

 

ტიპიური გამოყენება: დიდი, კრიტიკული ტრანსფორმატორები (მაგ., მაღალი ძაბვის ძაბვის, გადამყვანი ტრანსფორმატორები), ჭკვიანი ქვესადგურები, რომლებიც საჭიროებენ დატვირთვის შესაძლებლობის მართვას.

 

თავი 2: ძირითადი კონცეფციის განმარტება - ზეთის ზედა ფენის ტემპერატურა vs. ხვეულის ტემპერატურა

ეს არის კრიტიკული კონცეფცია და თერმომეტრის ტიპების შერჩევის საწყისი წერტილი.

 

ზეთის ზედა ტემპერატურა: ზომავს ზეთის ტემპერატურას ავზის ზედა ნაწილში. ის ასახავს ტრანსფორმატორის საერთო თერმულ დატვირთვას, მაგრამ აქვს თერმული ჩამორჩენა. როდესაც დატვირთვა იცვლება, ყველაზე სწრაფად იცვლება ხვეულის ტემპერატურა, შემდეგ კი ზეთის ტემპერატურა. წნევის ტიპის და RTD თერმომეტრები ამას ზომავენ.

 

გრაგნილის ცხელი წერტილის ტემპერატურა: ეხება მთელი ტრანსფორმატორის ყველაზე ცხელ წერტილს, რომელიც, როგორც წესი, დაბალი ძაბვის გრაგნილის ზედა ნაწილში მდებარეობს. ეს არის ყველაზე კრიტიკული პარამეტრი, რომელიც განსაზღვრავს იზოლაციის დაბერების სიჩქარეს და დატვირთვის შესაძლებლობას. ტრადიციული მეთოდებით მისი პირდაპირ გაზომვა შეუძლებელია, ისინი ეყრდნობიან გრაგნილის ტემპერატურის ინდიკატორს (WTI), რომელიც ახდენს მის სიმულირებას/შეფასებას „ზეთის ზედა ტემპერატურის + დენის კორექციის“ გამოყენებით. ბოჭკოვანი ოპტიკური გაზომვა ერთადერთი ტექნოლოგიაა, რომელსაც შეუძლია მისი პირდაპირ და ზუსტად გაზომვა.