すべての変圧器に共通する固定の光ファイバー温度センサ数はありません。巻線温度監視に必要な数は、全設計共通の標準数量ではなく、直接測定する独立した物理的な位置の数で決まります。
蛍光式の点式測温では、定められた1測定点につき、通常、1つの有効監視チャネルに接続した光ファイバー温度プローブ1本が必要です。「定められた1測定点、プローブ1本、有効チャネル1系統」という関係が、変圧器巻線温度監視におけるセンサ数計画の出発点です。
実際のセンサ数は、対象とする相数、確認したい巻線位置の数、熱的に重要な位置がすでに特定されているか、計測器で使用可能な監視チャネル数などを総合して決まります。以下の節では各要因を説明し、油入変圧器と乾式変圧器の構成例を示します。
1つのセンサは所定の巻線位置1か所を測ります
点センサ1つは定めた物理位置1箇所を測定します。蛍光式光ファイバー温度プローブは感温部を設置した位置だけの温度を示し、その外側は測定しません。
つまり、センサ数は直接測定が必要な独立した位置の数に比例します。独立した3か所を測定するプロジェクトでは、通常3本のプローブと少なくとも3つの有効監視チャンネルが必要です。独立した6か所なら、通常6本のプローブと少なくとも6つの有効チャンネルが必要です。
これらの 光ファイバー温度センサ は点式センサです。分布型温度測定（DTS）装置ではなく、複数の点式プローブを1台の計測器につないでも、連続式や分布型の測定システムにはなりません。選定した位置での独立した点測定の集まりです。
センサ数の決定要因
個々の変圧器巻線監視で実際に必要なプローブ数は、複数の要素で決まります。
対象相
プロジェクトによって、1相だけ、3相すべて、相間比較のための監視が必要です。相A、B、Cの温度比較が目的に含まれる場合、通常、監視対象の各相に少なくとも1か所の測定位置を選定します。
巻線の測定範囲
1つの巻線領域を監視する場合もあれば、同じ巻線内の異なる軸方向位置や巻線部分など、複数の独立位置が必要な場合もあります。独立した位置を1か所追加するごとに、プローブ1本を追加します。
既知の温度測定位置
熱設計資料、工場試験結果、事前の技術解析で注目位置が特定されている場合、通常は任意の点ではなく、既知の熱的に重要な位置へプローブを設置します。
測定目的
単一検証点の測定と、変圧器の使用期間を通して複数箇所の温度挙動を追う長期多点監視では、必要なセンサ数が異なります。
位置間の比較
相、巻線、軸方向位置の違いによる温度比較が目的なら、比較する位置ごとに専用プローブと有効チャンネルが必要です。1本のプローブが代表できるのは設置位置だけです。
監視チャンネル容量
センサ数と監視チャンネル数を合わせる必要があります。計測器には、独立して測定するプローブ数以上の、対応する有効チャンネルを備えてください。
変圧器巻線監視のセンサ数の例
以下の表は構成例です。変圧器設計に共通する普遍的な規則ではありません。
| 監視目的 | 構成例 | 代表プローブ数 | 最低有効チャネル数 |
|---|---|---|---|
| 指定巻線点1つ | 選定位置1か所 | 1 | 1 |
| 各相1点 | 3相×1位置 | 3 | 3 |
| 各相に選定2点。 | 3相×2か所 | 6 | 6 |
| 各相の選定3点 | 3相 × 3か所 | 9 | 9 |
これらは構成例で、共通の変圧器設計ルールではありません。巻線構成と監視目的によって、必要箇所が増減します。
油入変圧器にはセンサを何個使いますか。
油入変圧器では、タンク内部の選定巻線位置にプローブを設置し、各感温部からタンク貫通点までファイバーを配線して、外部監視計器へ接続します。
感温先端と内部のファイバー経路を巻線構造内に配置するため、通常、プローブ設置は製造時または適切なオーバーホール段階で検討する必要があります。各設置プローブに対応するチャネルを確保できるよう、1台あたりのプローブ数と監視計測器の有効チャネル数を併せて計画してください。
関連製品には次があります： 油入変圧器巻線用光ファイバー温度センサ および 油入変圧器用光ファイバー温度監視システム。タンク貫通・経路部品は次の分類です： 変圧器用光ファイバー設置部品.
乾式変圧器ではセンサを何個使うか
乾式変圧器のセンサ数は、コイル形状、相数、直接測定するコイル位置によって決まります。コイル内部と周囲の設置スペースや必要なファイバー経路も、実際に取り付けられるプローブ数に影響します。
相間や異なるコイル位置間の温度比較を監視目的に含む場合、比較する各位置に独立したプローブが必要です。油入機器と同様に、総プローブ数はコイル数に関する固定的な想定ではなく、実際に必要な独立測定点数に合わせてください。
乾式設置のプローブ選定も、同じ確認から始めます： 光ファイバー温度センサ は点測定用途全般で使用します。監視パッケージ全体は次をご覧ください： 乾式変圧器巻線光ファイバー温度監視システム.
巻線温度監視と、上部油温やWTI/OTI指示値などの変圧器温度測定の関係を広く理解するには、次をご覧ください。 変圧器温度監視.
センサを増やすと変圧器ホットスポットを自動で発見できますか。
いいえ。プローブ追加は監視箇所を増やしますが、巻線内の未知の最高温度点を自動特定しません。
測定位置は通常、熱設計データ、巻線形状、技術解析、過去の試験結果など、熱的に重要な領域を示す根拠から選定します。選定したホットスポット位置に設置したプローブは、その位置の温度を報告します。巻線を走査したり、最も高温の点を自動的に探索したりするものではありません。
プローブを増やすと監視位置は増えますが、未知のホットスポットを自動で探すものではありません。ホットスポット位置の選定と直接測定の詳細は、次をご覧ください。 変圧器ホットスポット直接監視.
センサ数が監視チャネル数を決める仕組み
点式測温では、センサ数と有効監視チャンネル数は密接に関係します。蛍光方式では通常、独立したプローブごとに対応する1つの有効監視チャンネルが必要です。
- 3本には通常少なくとも3有効チャンネル。
- プローブ6本には通常、少なくとも6有効チャネルが必要
- 9本のプローブに通常9つ以上の有効チャンネルが必要
より多くの独立測定点が必要な案件では、多チャンネル計測器を使います。計測器のチャンネル数は、計画したプローブ数に合わせて選びます。計測器に合わせて点数を決めるものではありません。計測器の選択肢： 光ファイバー温度変換器・監視ホスト に加え、完全な 光ファイバー温度監視システム.
3・6・9チャンネル監視の選び方
チャンネル数は、直接・同時測定が必要な独立した物理位置数で選んでください。
- 3チャンネル構成： 選定計測器に3つの有効チャネルがあれば、最大3個の点式センサを独立監視できます。3相の例として、各相1か所の選定位置が考えられます。
- 6チャンネル構成： 選定計測器に6つの有効チャネルがあれば、最大6個の点式センサを独立監視できます。3相の例として、各相2か所の選定位置が考えられます。
- 9チャネル構成： 選定計測器に9つの有効チャネルがあれば、最大9個の点式センサを独立監視できます。3相の例として、各相3か所の選定位置が考えられます。
構成例であり、変圧器の固定業界ルールではありません。
具体的な互換性と機能は選定計測器によります。適切なチャンネル数は、案件で実際に必要な測定点数と、計画した予備容量に合う数です。
油入・乾式変圧器のセンサ計画
| 計画項目 | 油入変圧器 | 乾式変圧器 |
|---|---|---|
| プローブの設置位置 | タンク内部の選定巻線位置 | 巻線構造内の選定コイル位置。 |
| ファイバー経路 | 巻線からタンク出口へ内部配線。 | コイルに沿い、外部監視計器へ配線 |
| 内部アクセス | 通常、アクセスは製造・分解整備段階に限られる | アクセスはコイル構造と設置スペースによる |
| タンク貫通要件 | タンク貫通部・フィードスルーが必要。 | 貫通が必要な密閉タンクがなく、同じ形では該当しない |
| 設置段階 | 通常は製造時または適切なオーバーホール時に計画 | 通常は製造・コイル組立時に計画 |
| 測定点数。 | 選定巻線位置と対象相で決まる。 | 選定コイル位置と対象相によって決まる |
| 監視チャンネル計画 | 設置プローブ数に適合させます。 | 設置プローブ数に適合させます。 |
変圧器光ファイバーセンサ数の確認項目
- 変圧器の種類（油入・乾式）
- 相数
- 巻線構成
- 対象測定位置
- 既知の熱的重要位置
- 独立した物理点の数
- プローブ構造
- 利用可能な設置空間
- 内部ファイバー経路
- 必要な場合のタンク貫通要件
- 必要有効チャネル数
- 現場表示要件。
- 警報要件
- PLC / SCADA連携要件
変圧器プロジェクトのセンサ数は、固定の標準数量から選ばず、巻線構成と独立監視する物理位置の数から確認してください。