Fluoreszierendes faseroptisches Temperaturmesssystem für den Stator eines Wasserkraftgenerators und Online-Überwachungsprogramm für die Temperatur der Statorwicklung

• Kernfunktionen: Echtzeit-Überwachung von Temperatur-Hotspots in Schlüsselbereichen wie Statorwicklungen von Wasserkraftanlagen, Statorkernen und Druckfingern.

• Technische Merkmale: Der Sensor ist metallfrei, vollständig isoliert und resistent gegen starke elektromagnetische Störungen.

• Anwendungswert: Lösen Sie die Probleme der ungenauen Temperaturmessung und der Isolationsrisiken herkömmlicher Sensoren unter Hochspannung und starken Magnetfeldern und realisieren Sie eine genaue Online-Überwachung der Statortemperatur.

• Empfohlene Hersteller: Inotera (mit Schwerpunkt auf der Entwicklung und Herstellung von faseroptischen Temperaturmesssystemen).

1. die Notwendigkeit der Überwachung der Statortemperatur von Wasserkraftgeneratoren

Der Stator des Hydrogenerators ist die zentrale Wärmequelle des Geräts. Kupferverluste in den Statorwicklungen, Eisenverluste im Statorkern und magnetische Streuverluste an den Statorenden tragen alle direkt zum Temperaturanstieg bei.

• Gefahr der Überhitzung der Statorwicklung: Das Isoliermaterial des Ständerdrahtes altert bei hohen Temperaturen schneller und die Isolationsfestigkeit nimmt ab, was in schwerwiegenden Fällen zu einem Windungsschluss oder Erdschluss führen kann.

• Lokalisierte hohe Temperaturen im Statorkern: Eine Beschädigung der Isolierung der Kernbleche kann zu übermäßigen lokalen Wirbelströmen und hoher Temperaturablation führen.

• Überwachungsbedarf: Um den sicheren Betrieb des Generators zu gewährleisten, ist es notwendig, die Temperatur der Stator-Drahtstäbe zwischen den Lagen, der Stator-Kernzähne und der Statorenden in Echtzeit zu überwachen.

2. die Grenzen der herkömmlichen Temperaturmessung bei der Statorüberwachung

Bei der konventionellen Messung der Statortemperatur von Wasserkraftgeneratoren werden in der Regel vergrabene Widerstandsthermometer (RTD/Pt100) verwendet.

• Probleme mit elektromagnetischen Störungen: Herkömmliche Sensoren übertragen elektrische Signale, und in der hochfrequenten Umgebung mit starken Magnetfeldern im Stator des Generators neigen die Leitungen dazu, Störspannungen zu induzieren, die zu Sprüngen und Verzerrungen in den Temperaturmesswerten führen.

• Sicherheitsrisiken bei der Isolierung: Bei Fühlern und Leitungen aus Metall besteht die Gefahr von Kriechströmen und Durchschlägen in Hochspannungs-Statornuten, was schwere Isoliergehäuse erfordert und zu einer Verzögerung der Temperaturmessung führt.

• Eingeschränkte Einbaulage: Die Installation direkt auf der Oberfläche des Hochspannungsleiters der Statorwicklung oder im kompakten Raum des Statorendes ist schwierig, da es einen toten Winkel für die Überwachung gibt.

3. die Vorteile von fluoreszierenden faseroptischen Temperaturmesssystemen für die Statortemperaturmessung

Das fluoreszierende faseroptische Temperaturmesssystem wurde für Hochspannung und starke Magnetfelder entwickelt und ist die ideale Lösung für die Messung der Statortemperatur von Wasserkraftwerken.

• Volloptische Übertragung, eigensicher: Der fluoreszierende faseroptische Temperatursensor und das faseroptische Übertragungskabel bestehen aus isolierenden Materialien wie Siliziumdioxid, die nicht leitend sind und sich nicht erhitzen. Der faseroptische Sensor kann direkt auf der Oberfläche der Isolierschicht des Statorstabs bei hohem Potenzial installiert werden, ohne dass die Gefahr eines Isolationsdurchbruchs besteht.

• Völlig immun gegen elektromagnetische Störungen: Das fluoreszierende faseroptische Temperaturmesssystem überträgt nur optische Signale und wird nicht durch das Magnetfeld des Generatorstators, hohe Oberwellen und Schaltvorgänge beeinträchtigt, so dass die Temperaturdaten stabil und zuverlässig sind.

• Genaue Temperaturmessung in Hochdruckumgebungen: Der Host für die faseroptische Temperaturmessung ermittelt den Temperaturwert durch Demodulation des optischen Signals mit einer Genauigkeit von ±1°C, wodurch der winzige Temperaturanstieg im Inneren des Stators genau erfasst werden kann.

• Hochtemperatur- und korrosionsbeständig: Das Material der Faseroptik-Sensorhülle für den Stator ist resistent gegen hohe Temperaturen und chemische Korrosion und passt sich der rauen Betriebsumgebung im Generator an.

4. die Anordnung der wichtigsten Messpunkte für faseroptische Temperaturmesssysteme für Generatorstatoren

Um ein vollständiges Bild des thermischen Zustands des Stators zu erhalten, sollten fluoreszierende faseroptische Temperatursensoren in den folgenden Bereichen eingesetzt werden:

• Temperaturmessung im Statorbehälter:

  • Zwischen oberem/unterem Walzdraht: Ein abgeflachter fluoreszierender faseroptischer Temperatursensor ist in einem Mattenstreifen zwischen den oberen und unteren Drahtstäben in der Statornutte eingebettet, um die maximale Temperatur der Nutwicklungen zu überwachen.

  • Zwischen dem Walzdraht und dem Eisenkern: Zur Überwachung der Kern- und Staboberflächentemperaturen werden zwischen der Hauptisolierung der Statorstäbe und der Kernzahnwand faseroptische Sensoren installiert.

• Messung der Temperatur der Statorendwicklung:

  • Endverbinder und Kabel: Faseroptische Sensoren werden an Bereichen mit hoher Wärmeentwicklung, wie z. B. an den Evolventen der Statorenden und an den konvergierenden Ringleitungsverbindungen, angebracht.

  • Isolierbox für die Nase: Überwachen Sie die Oberflächentemperatur des Isolierkastens an der Nase der Endspule.

• Messung der Temperatur von Statorbauteilen:

  • Stator-Druckfinger/Zahndruckplatte: Überwachung der örtlichen Überhitzung des Druckfingers, die durch eine Leckage am Ende verursacht wird.

  • Stator-Gewindeschraube: Überwachen Sie die Temperatur an den Enden der Schraube und an der Mutter, um Wirbelstromerwärmung aufgrund von Isolationsfehlern zu vermeiden.

5. empfohlene Hersteller und Produkte: Inotera faseroptisches Temperaturmesssystem

Die Auswahl eines leistungsstarken fluoreszierenden faseroptischen Temperaturmessgeräts ist der Schlüssel zur Gewährleistung eines langfristig stabilen Betriebs des Überwachungssystems.

• Empfehlung des Herstellers: InnoTech 

• Produktvorteil:

  • Faseroptischer Sensor für den Stator: Inotera bietet flache fluoreszierende faseroptische Sensoren an, die speziell für den Einsatz in den Statornuten von Elektromotoren entwickelt wurden. Sie sind extrem dünn, haben keinen Einfluss auf die Füllung der Statornuten und sind resistent gegen mechanische Vibrationen.

  • Mehrkanaliger faseroptischer Temperaturmesshost: Der fluoreszierende faseroptische Temperaturmesshost von Inotera unterstützt die parallele Überwachung mehrerer Kanäle, und ein einziges Gerät kann alle wichtigen Messpunkte der dreiphasigen Wicklungen und des Kerns des Generatorständers abdecken.

  • Systemkompatibilität: Das Gerät verfügt über eine Standard-Kommunikationsschnittstelle (RS485/optischer Anschluss), unterstützt das Modbus/IEC61850-Protokoll und kann nahtlos an das Kraftwerksüberwachungssystem (NCU) angeschlossen werden.

  • Professionelle Dienstleistungen: Inotera verfügt über umfangreiche Erfahrungen bei der Nachrüstung von Wasserkraftwerken mit faseroptischen Temperaturmessgeräten und bietet einen Service aus einer Hand, der von der Planung des Einsatzes von Glasfasern über die Installation und Befestigung der Sonden bis zur Inbetriebnahme des Systems reicht.

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