隨著經濟結構的調整和電力需求的增加，乾式變壓器作為電力系統中的關鍵設備，其運行的安全性與可靠性受到了越來越多的關注。2025年，乾式變壓器行業在技術上取得了顯著進展，特別是在工業物聯網溫度實時在線監測技術方面。通過精確測量繞組熱點溫度，實時監控變壓器的運行狀態，不僅提高了設備的運行效率，還延長了其使用壽命。本文通過對乾式變壓器溫度監測技術的研究，探討了其在工業物聯網中的應用，並通過實例驗證了該技術的有效性。
《2025-2030年中國乾式變壓器行業項目調研及市場前景預測評估報告》乾式變壓器在運行過程中，由於渦流和諧波的影響，會產生熱量。當電流通過變壓器時，設備會達到產熱與散熱的平衡狀態。乾式變壓器的絕緣性能是其核心要點，對整體運行質量具有決定性影響。變壓器的溫升是導致絕緣老化的主要因素，因此，增加溫度在線實時監測，預防產品超溫長時間運行，對於減少變壓器運行壽命至關重要。在額定負載條件下，諧波和散熱條件的差異會導致變壓器溫度提升，進而影響其壽命估算。
(一)設計思路
乾式變壓器行業技術分析提到針對乾式變壓器工業物聯網溫度監控系統，通過植入繞組光纖測溫傳感器，精確測量繞組熱點溫度。在此基礎上，藉助物聯網管理平台，實時整合併顯示變壓器的運行狀態，便於相關人員分析預測變壓器發生故障的機率，並制定相應的維護、檢修計劃。該系統功能主要包括電源、數據採集、GPRS通信等模塊，通過外界透傳雲與上位機進行連接，實現遠程監控目標。
(二)實現方法
1. 繞組光纖傳感器植入技術
乾式變壓器繞組低壓為箔繞線圈，高壓繞組一般為分段層式線圈或連續式線圈。在繞組繞制時，根據需要位置植入光纖傳感器，確保光纖出線沿著繞組出線圈切線方向。通過合理纏繞和固定光纖，保證其在引出時不受擠壓，保持自由狀態，避免硬折彎，確保其彎曲半徑至少大於50mm。
2. 監控中心需求分析
與常規變壓器遠程監控系統相比，工業物聯網溫度監控系統可實現對變壓器的統一管理，通過對全部監控終端數據進行傳輸，推動工業智能化發展。監控中心具有基本信息維護功能，可實現對歷史數據的綜合分析，便於相關人員對監控數據進行自主處理，保證監控中心的安全性。
3. 數據傳輸
數據傳輸作為監控中心的關鍵組成部分，可調用DLL動態連結庫，實現數據傳輸目標。在具體實施過程中，DLL可實現模塊化處理目標，結合具體情況，促使程序各功能模塊處於相對獨立狀態，增強程序運行的簡潔性。
4. 溫度預測
為實現乾式變壓器溫度預測目標，建立VC++工程使其直觀顯示溫度變化趨勢。通過採用折線圖的方式，對坐標格式、圖形顏色等屬性實施管理，實現整體數組的全面顯示。同時，藉助Timer組件，結合監控需求，設定定時器，通過不斷動態刷新數據，保證溫度預測圖的合理性，實現溫度信息的實時性。
5. 設備定位
在下位機監控終端運行期間，為實現設備定位目標，可藉助GPRS模塊定位變壓器，並基於百度地圖API對監控設備位置地圖實時處理，採用經緯度的方式，實現數據傳輸目標。
6. 報警提示
在乾式變壓器運行期間，為實現對故障問題的及時處理，可藉助監控中心報警功能，結合變壓器監控目標，合理設置溫度報警提示。一旦任一相產生溫度異常變化並超過額定報警值，則會自動彈出報警提示框，通常以130°C為標準，一旦超過則會立即進行報警提示。
7. 監控界面
針對乾式變壓器監控界面，應結合遠程監控中心目標、需求進行合理設計，順利實現用戶端信息處理目標。在這一過程中，相關人員可調用DLL，充分發揮其數據傳輸功能，實現數據報警、修改、查詢，在此基礎上，利用溫度預測等技術，實現人機互動目標。
8. 上位機軟體系統
在對乾式變壓器溫度監測過程中，需結合具體需求，應用上位機軟體系統，充分發揮實時數據遠程監控、溫度變化異常預警、歷史數據回放、溫度導出至Excel、高溫報警等功能。通過打造高效工程平台，實現多用戶權限管理目標。
(一)螢光光纖測溫儀
針對乾式變壓器監控系統，螢光光纖測溫儀通過光纖傳感器接收具有溫度信息的光信號，並將其解調為合理的溫度數值，實現高效溫度測量目標。光纖具有電磁絕緣性、寬頻帶等優勢，可結合實際情況，順利打破電子溫度傳感器的限制。在具體應用過程中，通過利用溫度實現對光信號的綜合調製，進而實現遠距離傳輸目標。
(二)工業物聯網監測與傳統測溫的對比分析
工業物聯網監測與傳統測溫方式相比，具有顯著優勢。工業物聯網監測系統通過採集乾式變壓器繞組最熱點溫度數據實時監測，能夠更準確地反映繞組絕緣老化狀況，並通過程序算法估算變壓器壽命。
(一)乾式整流變壓器光纖測溫點布置位置
以鐵路系統的ZQSCBH17-1000/10乾式牽引整流變壓器為例，高壓繞組、低壓繞組均為軸向分裂結構，測溫點植入12點光纖測溫點，通過ST型光纖連接器接入實時監測系統。
(二)工業物聯網溫度實時監測系統主界面
工業物聯網在線監控系統是在可編程序控制器自動控制的基礎上進一步開發出的智能化監視和遙控系統，實現人機對話和系統的顯示。監控系統主要包括主界面、人員管理系統、自控監視系統、自控遙控系統、數據管理系統以及相關資料和幫助系統。
(三)工業物聯網溫度實時監測系統數據分析
根據牽引整流變壓器在100%額定負載條件下，V級絕緣耐熱等級溫升限值75K，工業物聯網溫度監測系統通過採集乾式變壓器繞組最熱點溫度數據實時監測。實測熱點溫昇平均值為76.6K，比工程設計計算平均溫升高8.6K，比傳統測量方法溫升高11.6K。利用工業物聯網溫度監測系統採用光纖直接測繞組溫度更準確，壽命滿足40年技術要求。
五、總結
綜上所述，結合工業物聯網通信技術，建立乾式變壓器工業物聯網溫度在線監測系統，有利於實現乾式變壓器的穩定運行。通過藉助螢光光纖測溫儀、上位機軟體系統，實現對變壓器設備的統一化、專業化、標準化管理。同時，基於乾式變壓器溫度變化，合理預測變壓器絕緣壽命老化情況，便於相關人員提前預防，有效減少經濟損失。遠程監控系統的技術應用對於乾式變壓器應用具有劃時代意義，不僅順應了未來工業自動化發展趨勢，同時還有利於減少故障危害，為電力系統可靠穩定運行提供有力的技術保障。
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