Faseroptische Temperaturmessung direkt an Transformatorwicklungen
Öltemperatur und berechnete Wicklungstemperatur zeigen nicht immer die tatsächliche Temperatur am Wicklungs-Hotspot. Ein faseroptischer Temperatursensor misst direkt an der zuvor festgelegten Stelle in der Wicklung.
Gemessen wird ausschließlich an den installierten Sensorpositionen. Anzahl und Lage der Messpunkte werden deshalb bereits bei der Auslegung des Transformators beziehungsweise vor dem Einbau festgelegt.
Warum an der Wicklung selbst messen?
Die höchste Wicklungstemperatur kann von der gemessenen Öltemperatur abweichen. Besonders bei wechselnder Belastung können lokale Hotspots entstehen, die über Öltemperatur oder thermische Modelle nur indirekt erfasst werden.
Faseroptische Punktsensoren werden an ausgewählten Stellen der Wicklung eingebaut und erfassen dort die tatsächliche Temperatur. So lassen sich definierte Wicklungs-Hotspots während Belastungsänderungen und im Kühlbetrieb direkt überwachen.
Messstellen für die Wicklungstemperatur festlegen
Die Sensorpositionen werden anhand von Wicklungsaufbau, erwarteten Hotspots, elektrischer Belastung und Kühlung festgelegt. Bei neuen Transformatoren sollte die Positionierung bereits vor der Wicklungsfertigung abgestimmt werden.
Wicklungs-Hotspots
Faseroptische Sensoren an ausgewählten thermisch hoch belasteten Bereichen der Wicklung positionieren.
Anschluss- und Übergangsbereiche
Bei Bedarf können zusätzliche Messpunkte an ausgewählten Anschlüssen oder Übergängen vorgesehen werden.
Öl- und Kühltemperatur
Zusätzliche Temperaturmessstellen können zur Bewertung von Wicklung und Kühlsystem ergänzt werden.
Einbau und Faserführung früh abstimmen
Faseroptische Wicklungssensoren werden in der Regel während der Transformatorfertigung eingebaut. Sensorposition, Befestigung und Faserführung sollten deshalb vor dem Wicklungsaufbau festgelegt werden.
Bei Öltransformatoren muss die Faser über eine geeignete Durchführung aus dem Tank geführt werden. Dabei sind Dichtheit, mechanischer Schutz und ausreichende Biegeradien zu berücksichtigen.
Bei bestehenden Transformatoren ist eine Nachrüstung nur möglich, wenn die Konstruktion einen geeigneten Zugang zu den gewünschten Messstellen erlaubt.
Messung bei Öl- und Trockentransformatoren
Der Einbau der faseroptischen Sensoren unterscheidet sich je nach Transformatorbauart. Entscheidend sind Sensorposition, mechanische Befestigung und die Führung der optischen Faser aus dem Messbereich.
| Bauart | Typische Messstellen | Installation |
|---|---|---|
| Öltransformator | Wicklungshotspots, optional zusätzliche Temperaturmessstellen im Öl | Sensoren während der Fertigung einbauen; optische Fasern über eine geeignete Tankdurchführung herausführen |
| Trockentransformator | Wicklungen, Spulen und ausgewählte Anschlussbereiche | Sensoren mechanisch schützen und die Faserführung außerhalb der Wicklung festlegen |
Die konkrete Sensoranordnung richtet sich nach Wicklungsaufbau, Transformatorbauart und den vorgesehenen Messstellen.
Mehrere Wicklungssensoren gemeinsam auswerten
Jeder Messpunkt benötigt einen eigenen faseroptischen Punktsensor und einen Messkanal. Sollen mehrere Wicklungs-Hotspots überwacht werden, werden entsprechend mehrere Sensoren an den festgelegten Positionen eingebaut.
Das Auswertegerät erfasst die Temperatur jedes angeschlossenen Sensors separat. Je nach eingesetztem Gerät können die Messwerte für lokale Anzeige, Alarmierung oder die Anbindung an ein übergeordnetes Überwachungssystem verwendet werden.
Häufige Fragen zur Wicklungstemperaturmessung
Warum wird die Temperatur direkt an der Transformatorwicklung gemessen?
Die Öltemperatur entspricht nicht immer der tatsächlichen Temperatur am Wicklungs-Hotspot. Ein faseroptischer Punktsensor misst direkt an der zuvor festgelegten Stelle in der Wicklung.
Misst ein faseroptischer Sensor nur einen Temperaturpunkt?
Ja. Bei diesem Messprinzip erfasst jeder faseroptische Punktsensor die Temperatur an seiner installierten Messstelle. Für mehrere Wicklungs-Hotspots werden mehrere Sensoren und entsprechende Messkanäle eingesetzt.
Wann werden die Sensoren in die Transformatorwicklung eingebaut?
Bei neuen Transformatoren werden Sensorposition, Befestigung und Faserführung üblicherweise vor beziehungsweise während der Wicklungsfertigung festgelegt. Dadurch kann der Sensor gezielt am vorgesehenen Messpunkt eingebaut werden.
Kann ein vorhandener Transformator nachgerüstet werden?
Das hängt von der Konstruktion und der Zugänglichkeit der gewünschten Messstellen ab. Eine Nachrüstung ist nur sinnvoll, wenn Sensoren und optische Fasern mechanisch sicher eingebaut und geführt werden können.
Wie wird die Glasfaser aus einem Öltransformator herausgeführt?
Die optische Faser wird über eine dafür geeignete und abgedichtete Durchführung aus dem Transformator geführt. Die konkrete Ausführung richtet sich nach Tankkonstruktion und Einbausituation.
Eignen sich faseroptische Sensoren für Öl- und Trockentransformatoren?
Faseroptische Punktsensoren können bei beiden Transformatorbauarten eingesetzt werden. Sensorbefestigung, Faserführung und Durchführung unterscheiden sich jedoch je nach Konstruktion.
Wicklungstemperaturmessung anfragen
Sie planen eine faseroptische Temperaturmessung an einer Transformatorwicklung? Senden Sie uns Informationen zu Transformatorbauart, Wicklungsaufbau, gewünschten Messstellen und geplanter Sensoranzahl.
Bei neuen Transformatoren ist eine frühe Abstimmung von Sensorposition und Faserführung besonders hilfreich.