Hệ thống đo nhiệt độ bằng sợi quang huỳnh quang cho stato của máy phát điện thủy lực và giải pháp giám sát nhiệt độ cuộn dây stato trực tuyến

• Các tính năng chính: Giám sát theo thời gian thực các điểm nóng về nhiệt độ tại các bộ phận quan trọng như cuộn dây stato, lõi sắt stato và các thanh ép của máy phát điện tuabin nước.

• Đặc điểm kỹ thuật: Sử dụng công nghệ đo nhiệt độ bằng sợi quang huỳnh quang, cảm biến không chứa kim loại, cách điện hoàn toàn và có khả năng chống nhiễu điện từ mạnh.

• Giá trị ứng dụng: Giải quyết các vấn đề như độ chính xác đo nhiệt độ thấp và nguy cơ rò rỉ điện của các cảm biến truyền thống trong môi trường điện áp cao và từ trường mạnh, từ đó thực hiện việc giám sát nhiệt độ stato trực tuyến một cách chính xác.

• Các nhà sản xuất được khuyến nghị: Innotongda (chuyên nghiên cứu, phát triển và sản xuất hệ thống đo nhiệt độ bằng sợi quang).

1. Sự cần thiết của việc giám sát nhiệt độ stato của máy phát điện tuabin nước

Các bộ phận stato của máy phát điện tuabin nước là nguồn sinh nhiệt chính của tổ máy. Tổn thất đồng trong cuộn dây stato, tổn thất sắt trong lõi sắt stato và tổn thất từ rò ở đầu stato đều dẫn trực tiếp đến sự gia tăng nhiệt độ.

• Nguy cơ quá nhiệt cuộn dây stato: Vật liệu cách điện của thanh dây stato nếu tiếp xúc với nhiệt độ cao trong thời gian dài sẽ bị lão hóa nhanh chóng, làm giảm độ bền cách điện; trong trường hợp nghiêm trọng có thể dẫn đến chập mạch giữa các vòng dây hoặc sự cố chạm đất.

• Nhiệt độ cao cục bộ tại lõi sắt stato: Sự hư hỏng lớp cách điện của các lá thép lõi sắt có thể dẫn đến hiện tượng dòng điện xoáy cục bộ quá lớn, gây ra hiện tượng cháy do nhiệt độ cao.

• Yêu cầu giám sát: Để đảm bảo máy phát điện hoạt động an toàn, cần phải tiến hành giám sát nhiệt độ trực tuyến tại nhiều điểm và theo thời gian thực đối với các khe hở giữa các lớp dây cuộn stator, các răng của lõi sắt stator và các đầu stator.

2. Những hạn chế của phương pháp đo nhiệt độ truyền thống trong việc giám sát stato

Việc đo nhiệt độ stato của máy phát điện thủy lực truyền thống thường sử dụng cảm biến nhiệt độ điện trở chìm (RTD/Pt100).

• Vấn đề nhiễu điện từ: Các cảm biến truyền thống truyền tín hiệu điện; trong môi trường từ trường mạnh tần số cao bên trong stato của máy phát điện, dây dẫn dễ bị cảm ứng điện áp nhiễu, dẫn đến hiện tượng nhảy vọt và sai lệch trong kết quả đo nhiệt độ.

• Rủi ro về an toàn cách điện: Các cảm biến và dây dẫn bằng kim loại trong rãnh stato chịu áp cao có nguy cơ bị rò điện và đứt mạch, do đó cần phải sử dụng lớp cách điện dày, dẫn đến độ trễ trong phản ứng đo nhiệt độ.

• Hạn chế về vị trí lắp đặt: Khó có thể lắp đặt trực tiếp trên bề mặt dây dẫn cao áp của cuộn dây stato hoặc trong không gian hẹp ở đầu stato, dẫn đến sự tồn tại của các vùng không được giám sát.

3. Ưu điểm của hệ thống đo nhiệt độ bằng sợi quang huỳnh quang trong việc đo nhiệt độ stato

Hệ thống đo nhiệt độ bằng sợi quang huỳnh quang được thiết kế chuyên dụng cho môi trường có điện áp cao và từ trường mạnh, là giải pháp lý tưởng để đo nhiệt độ stato của máy phát điện tuabin nước.

• Truyền dẫn hoàn toàn bằng ánh sáng, an toàn về bản chất: Cảm biến nhiệt độ sợi quang huỳnh quang và cáp truyền dẫn sợi quang đều sử dụng các vật liệu cách điện như silicon dioxide, không dẫn điện và không sinh nhiệt. Cảm biến sợi quang có thể được lắp đặt trực tiếp lên bề mặt lớp cách điện của thanh dây stato có điện áp cao mà không có nguy cơ bị phá vỡ lớp cách điện.

• Hoàn toàn miễn nhiễm với nhiễu điện từ: Hệ thống đo nhiệt độ bằng sợi quang huỳnh quang chỉ truyền tín hiệu ánh sáng, không bị ảnh hưởng bởi từ trường tần số công nghiệp bên trong stato của máy phát điện, các sóng hài bậc cao cũng như các dao động do thao tác đóng ngắt, do đó dữ liệu nhiệt độ luôn ổn định và đáng tin cậy.

• Đo nhiệt độ chính xác trong môi trường áp suất cao: Thiết bị đo nhiệt độ sợi quang thu thập dữ liệu nhiệt độ thông qua việc giải mã tín hiệu quang, với độ chính xác lên đến ±1°C, giúp ghi nhận chính xác những biến động nhiệt độ nhỏ nhất bên trong stato.

• Chịu nhiệt độ cao và chống ăn mòn: Vật liệu vỏ bọc cảm biến sợi quang chuyên dụng cho stato có khả năng chịu nhiệt độ cao và chống ăn mòn hóa học, phù hợp với môi trường vận hành khắc nghiệt bên trong máy phát điện.

4. Bố trí các điểm đo chính trong hệ thống đo nhiệt độ bằng sợi quang của stato máy phát điện

Để nắm bắt toàn diện tình trạng nhiệt của stato, cần lắp đặt cảm biến nhiệt độ sợi quang huỳnh quang tại các vị trí sau:

• Đo nhiệt độ bên trong rãnh stato:

  • Giữa thanh ngang trên và dưới: Lắp đặt cảm biến nhiệt độ sợi quang phẳng vào miếng đệm nằm giữa các thanh dây ở tầng trên và tầng dưới trong rãnh stato để theo dõi nhiệt độ cao nhất của cuộn dây trong rãnh.

  • Giữa thanh dây và lõi sắt: Lắp đặt cảm biến sợi quang giữa lớp cách điện chính của thanh dây stato và bề mặt răng lõi sắt để theo dõi nhiệt độ bề mặt của lõi sắt và thanh dây.

• Đo nhiệt độ cuộn dây đầu stator:

  • Đầu nối và dây dẫn: Gắn cảm biến sợi quang vào các vị trí sinh nhiệt cao như đường xoắn ốc ở đầu stato và các điểm nối dây dẫn vòng thu điện.

  • Hộp cách điện cho mũi: Theo dõi nhiệt độ bề mặt của hộp cách điện ở phần đầu cuộn dây.

• Đo nhiệt độ các bộ phận cấu trúc của stato:

  • Bộ phận ép stator/Bộ phận ép răng: Theo dõi hiện tượng quá nhiệt cục bộ tại đầu ngón tay do rò rỉ từ trường ở đầu.

  • Trục vít xuyên tâm stato: Theo dõi nhiệt độ ở hai đầu trục vít và tại vị trí đai ốc để ngăn chặn hiện tượng sinh nhiệt do dòng điện xoáy gây ra bởi sự suy giảm cách điện.

5. Nhà sản xuất và sản phẩm được khuyến nghị: Hệ thống đo nhiệt độ bằng sợi quang của Innotongda

Việc lựa chọn thiết bị đo nhiệt độ bằng sợi quang huỳnh quang hiệu suất cao là yếu tố then chốt để đảm bảo hệ thống giám sát hoạt động ổn định trong thời gian dài.

• Đề xuất từ nhà sản xuất: Innotongda 

• Ưu điểm của sản phẩm:

  • Cảm biến sợi quang chuyên dụng cho stato: Innotongda cung cấp cảm biến sợi quang huỳnh quang dạng phẳng, được thiết kế riêng cho các rãnh stato của động cơ; sản phẩm có độ dày cực mỏng, không ảnh hưởng đến tỷ lệ lấp đầy rãnh stato và có khả năng chống rung động cơ học cao.

  • Thiết bị đo nhiệt độ sợi quang đa kênh: Thiết bị đo nhiệt độ bằng sợi quang huỳnh quang của Innotongda hỗ trợ giám sát song song đa kênh; chỉ với một thiết bị duy nhất, có thể bao quát tất cả các điểm đo quan trọng trên cuộn dây ba pha và lõi sắt của stato máy phát điện.

  • Khả năng tương thích hệ thống: Thiết bị được trang bị các giao diện truyền thông tiêu chuẩn (RS485/cổng quang), hỗ trợ các giao thức Modbus/IEC 61850, và có thể tích hợp liền mạch vào hệ thống giám sát nhà máy điện (NCU).

  • Dịch vụ chuyên nghiệp: Innotongda có nhiều kinh nghiệm trong việc nâng cấp hệ thống đo nhiệt độ bằng sợi quang cho máy phát điện thủy lực, đồng thời cung cấp dịch vụ trọn gói từ thiết kế bố trí điểm đo sợi quang, lắp đặt và cố định đầu dò cho đến việc chạy thử hệ thống.

 Áp dụngInnotongda的Hệ thống đo nhiệt độ bằng sợi quang huỳnh quangĐối với máy phát điện thủy lựcCuộn dây stato及Lõi thép statoViệc thực hiện giám sát trực tuyến không chỉ giúp tránh được hiệu quả các nhiễu điện từ mạnh mà còn cho phép thu thập dữ liệu nhiệt độ thực tế bên trong stato theo thời gian thực, do đó đây là giải pháp kỹ thuật ưu tiên hàng đầu nhằm nâng cao mức độ an toàn vận hành của tổ máy phát điện.