Аналіз розчинених газів (DGA) для надійності силового трансформатора

(Натисніть зображення, щоб дізнатися більше.)

Силові трансформатори є серцем нашої глобальної електричної мережі. Коли один виходить з ладу, наслідки-варіюються від повсюдних відключень електроенергії та дорогого аварійного ремонту до серйозних загроз безпеці-величезні. через це,запобігання виходу з ладу силового трансформатора за допомогою діагностики маслає головним пріоритетом для керівників комунальних підприємств і груп технічного обслуговування в усьому світі.

В основі цієї профілактичної стратегії лежитьсиловий трансформатор аналізу розчинених газів (DGA).тест. Сприймайте це як повний аналіз крові для вашого трансформера. Він має можливість діагностувати внутрішні невидимі проблеми задовго до того, як вони переростуть у катастрофічні збої. Давайте зануримося в те, як працює DGA, що говорять нам дані та чому це незамінний інструмент для забезпечення надійності мережі.

У трансформаторі,-заповненому рідиною, поєднання високоочищеної мінеральної олії та целюлозного паперу є основнимелектроізоляціясистема. У звичайних щоденних-{2}}умовах експлуатації ці органічні матеріали з часом повільно розкладаються, вивільняючи мікроскопічні сліди газів у резервуар.

Однак, коли виникають аномальні термічні або електричні несправності, швидкість цього погіршення різко прискорюється, утворюючи специфічні несправні гази, які розчиняються безпосередньо в навколишньому маслі.

Належнийаналіз розчинених газів dgaпередбачає ретельне вилучення цих розчинених газів із зразка фізичної нафти та точне вимірювання їх концентрації в частках на мільйон (ppm). Виконуючи регулярні, рутинніаналіз масла, інженери об’єкта можуть точно визначитиранні попереджувальні ознаки пробою ізоляціїі плануйте профілактичне технічне обслуговування, а не реагуйте на раптові збої.

Несправні гази діють як високонадійнііндикатори деградації ізоляційної рідини. Конкретний вид ізагальний обсяг утвореного газу прямо корелює з точним типом напруги або несправності, що виникає всередині обладнання. Використовуючи передовігазова хроматографія для обслуговування підстанціїлабораторії можуть розділяти, ідентифікувати та кількісно оцінювати ці мікроскопічні газові бульбашки з неймовірною точністю.

Ось практичний розподіл того, що зазвичай вказують на конкретні гази:

Водень (H2):Цей газ зазвичай пов’язаний із частковим розрядом або коронним розрядом (з-електричні несправності низької енергії) і часто є першим газом, який з’являється, коли трансформатор починає відчувати напругу.

Метан (CH4) і етан (C2H6):Наявність цих газів зазвичай вказує напричини теплових несправностей мінерального масла. Найчастіше вони пов’язані з перегрівом оливи від низької до середньої-температури.

Етилен (C2H4):Це вагомий показник серйозних теплових збоїв, які зазвичай включають дуже високу-температуру перегріву (часто понад 500 градусів).

Ацетилен (C2H2):Це, мабуть, найважливіший газ для моніторингу. Якщо вам колись цікавояк виявити внутрішню дугу в трансформаторах, уважно стежте за своїми ацетиленовими числами. Theзначення високого рівня ацетилену в маслімайже повсюдно означає активну-високу енергію електричної дуги. Навіть сліди ацетилену вимагають негайного дослідження.

Чадний газ (CO) і вуглекислий газ (CO2):Хоча звичайне старіння утворює ці гази, різкі стрибки вказують на небезпечну термічну деградацію целюлозної (паперової) ізоляції.

Моніторинг горючих газів

Оцінюючи загальну безпеку обладнання, інженери повинні суворо контролюватизагальна концентрація горючого газу(TCGC). Цей показник об’єднує об’єми водню, метану, етану, етилену, ацетилену та оксиду вуглецю. Перевищення встановленоліміти горючих газів для електрообладнанняозначає дуже небезпечне накопичення потенційно вибухонебезпечних газів, що зазвичай вимагає негайного знеструмлення та внутрішньої перевірки пристрою.

Ваші результати DGA в основному такі ж хороші, як фізична проба масла, яку ви берете. Погані звички відбору проб можуть випадково ввести атмосферне повітря або навколишню вологу, повністю спотворюючидіагностичні дані.

Суворо дотримуючисьпередовий досвід процедури відбору проб трансформаторного маслане підлягає-обговоренню. Техніки повинні завжди використовувати чисті, герметичні скляні шприци. Клапан для відбору зразка необхідно добре промити перед тим, як набрати остаточний об’єм олії, і слід уважно стежити за тим, щоб у шприці не потрапили бульбашки повітря. Зрештою, зразки повинні зберігатися подалі від прямого сонячного світла та негайно відправлятися до випробувальної лабораторії.

Сьогодні оператори електромереж зазвичай збалансовують дві основні методології тестування:

Онлайн-моніторинг DGA проти лабораторного тестування:Традиційне лабораторне тестування є дуже точним і надає повний профіль газу (зазвичай тестування від 7 до 9 різних газів), але зазвичай воно виконується лише раз на рік або пів-року. І навпаки, онлайн-монітори DGA постійно встановлюються безпосередньо на клапані трансформатора, забезпечуючи безперервні-дані в реальному часі щодо кількох ключових індикаторних газів (наприклад, водню та вологи). Для критичних-трансформаторів, трансформаторів високої-напруги або трансформаторів, що швидко старіють, поєднання безперервного онлайн-моніторингу з рутинним детальним лабораторним тестуванням забезпечує максимальний рівень захисту.

Отримання концентрації газу з лабораторії – це лише перший крок; належним чиномінтерпретація результатів випробування трансформаторного маслатут справжня інженерна експертиза вступає в дію. На щастя, галузь створила надійні рамки, які допомагають менеджерам активів розуміти дані.

TheПосібник з інтерпретації IEEE C57.104є загальноприйнятим золотим стандартом у Північній Америці. Найновіші редакції цього посібника надають чіткі вказівки щодо умов, засновані на історичних нормах 90-го процентиля, враховуючи вік трансформатора та обмеження питомого обсягу газу.

При виявленні активних несправностей спеціалісти покладаються на методи діагностичного співвідношення, щоб визначити точну природу проблеми. Поширені дебати серед інженерів з надійності включаютьМетод трикутника Дюваля проти співвідношення Роджерса:

Метод співвідношення Роджерса:Цей класичний метод використовує структурований ряд газових співвідношень (наприклад, CH4/H2, C2H6/CH4) для класифікації розломів у певні групи. Незважаючи на історичну популярність, основним недоліком є ​​те, що іноді він може давати «невирішені» діагнози, де конкретні співвідношення просто не підходять до жодної визначеної категорії несправностей.

Трикутник Дюваля:Цей візуальний метод, розроблений дослідником Мішелем Дювалем, відображає відносні відсотки метану, етилену та ацетилену на трикутній діаграмі. Сьогодні він став найкращим методом у всьому світі, оскільки він неймовірно точний у визначенні типу несправності та, на відміну від методів співвідношення,завждизабезпечує остаточну діагностику несправності.

Критична важливість тенденцій

Одне підвищене значення газу — це, безумовно, червоний прапорець, алешвидкість зміниміж тестами часто є набагато важливішим показником.Розрахунок газогенерації в енергосистемах(вимірюється в ppm на день або ppm на місяць) допомагає менеджерам активів визначити, чи несправність зараз активна та погіршується. Повільне, стабільне підвищення може комфортно дозволити відкладене планове технічне обслуговування, тоді як раптовий, агресивний сплеск диктує аварійне відключення, щоб запобігти катастрофічній несправності.

Щоб переконатися, що ви отримуєте абсолютну максимальну цінність своєї програми тестування рідини, інтегруйте ці дієві поради у свій робочий процес:

Встановіть базову лінію:Завжди виконуйте випробування DGA на абсолютно-новому, нещодавно переміщеному або щойно відремонтованому трансформаторі, щоб встановити надійну базову лінію для майбутнього порівняння.

Залишайтеся послідовними:Намагайтеся використовувати ту саму сертифіковану лабораторію для всіх ваших тестувань, щоб мінімізувати природні варіації в тестовому обладнанні, калібруванні та методології.

Відстежуйте свої тенденції:Не переглядайте звіти DGA у вакуумі. Завжди зображайте свої історичні дані на графіку. Візуалізація кривої значно полегшує виявлення тонких, але небезпечних відхилень.

Об'єднайте інструменти діагностики:Для цілісної оцінки здоров’я об’єднайте результати DGA з іншими звичайними тестами, такими як аналіз вологи, тестування на фуран (для оцінки руйнування паперу) і розширене електричне тестування.

Силові трансформатори представляють собою значні капітальні інвестиції як для комунальних підприємств, так і для приватних галузей промисловості, що робить їх безперебійну надійну роботу-неможливим обговорення. Запровадження суворої програми тестування DGA, безсумнівно, є найбільш-економічним і точним способом «зазирнути всередину резервуара», не відключаючи пристрій.

Глибоко розуміючи науку, що лежить в основі створення несправного газу, суворо дотримуючись найкращих практик відбору проб і розумно інтерпретуючи дані відповідно до встановлених галузевих інструкцій, ви можете успішно запобігти катастрофічним збоям. Будьте проактивні з діагностикою масла, і ваші трансформатори винагородять вас десятиліттями безпечного, ефективного та надійного обслуговування.

Зв'язатися зараз