منظور از غلظت های مختلف گاز در آنالیز گاز محلول ترانسفورماتور روغنی چیست؟

در حوزه توزیع نیرو و زیرساخت های الکتریکی، ترانسفورماتورهای پر از روغن نقش اساسی دارند. به عنوان تامین کننده پیشرو ازترانسفورماتور قدرت غوطه ور در روغن،ترانسفورماتور ایزوله تک فاز غوطه ور در روغن، وترانسفورماتور پایه دار روغنی، من اهمیت حیاتی حفظ این دارایی های حیاتی را درک می کنم. یکی از موثرترین ابزارهای تشخیصی که در اختیار ماست، آنالیز گاز محلول (DGA) است. در این وبلاگ، من به معنای غلظت های مختلف گاز در DGA ترانسفورماتورهای پر از روغن می پردازم، و روشن می کنم که این خواندن ها می توانند در مورد سلامت و عملکرد این دستگاه های ضروری به ما بگویند.

آشنایی با تجزیه و تحلیل گازهای محلول (DGA)

تجزیه و تحلیل گاز محلول یک روش آزمایش غیر مخرب است که برای نظارت بر وضعیت ترانسفورماتورهای پر از روغن استفاده می شود. با گذشت زمان، روغن و کاغذ عایق داخل ترانسفورماتور به دلیل عوامل مختلفی مانند تنش حرارتی، قوس الکتریکی و اکسیداسیون تخریب می‌شوند. این فرآیند تخریب گازهایی تولید می کند که در روغن عایق حل می شوند. با تجزیه و تحلیل انواع و غلظت این گازها، می‌توانیم علائم اولیه مشکلات بالقوه را شناسایی کنیم که امکان نگهداری به موقع و جلوگیری از خرابی‌های پرهزینه را فراهم می‌کند.

گازهای کلیدی و اهمیت آنها

هیدروژن (H2)

هیدروژن اغلب اولین گازی است که در روغن عایق زمانی که ترانسفورماتور دچار تنش حرارتی یا الکتریکی می شود ظاهر می شود. این می تواند با تجزیه آب در روغن، تجزیه عایق سلولزی یا تخلیه الکتریکی تولید شود. سطوح پایین هیدروژن (تا چند صد قسمت در میلیون) ممکن است نشان دهنده فرآیندهای پیری طبیعی باشد، اما افزایش ناگهانی غلظت هیدروژن می‌تواند نشانه‌ای از یک مشکل جدی‌تر مانند گرم شدن بیش از حد یا قوس الکتریکی باشد.

متان (CH4)

متان یکی دیگر از گازهای مهم برای نظارت است. عمدتاً از تجزیه حرارتی روغن عایق تولید می شود. مشابه هیدروژن، سطوح پایین متان طبیعی در نظر گرفته می شود، اما افزایش قابل توجه ممکن است نشان دهنده گرمای بیش از حد موضعی در ترانسفورماتور باشد. متان همچنین می تواند در ترکیب با گازهای دیگر وجود داشته باشد و سرنخ های بیشتری در مورد ماهیت مشکل ارائه دهد.

اتان (C2H6)

اتان در شرایط حرارتی معمولا در دمای بالای 300 درجه سانتی گراد تولید می شود. اغلب با گرم شدن آهسته و طولانی مدت روغن عایق همراه است. افزایش غلظت اتان، به ویژه هنگامی که با سایر گازهای هیدروکربنی همراه باشد، ممکن است نشان دهنده تخریب تدریجی سیستم عایق باشد.

اتیلن (C2H4)

اتیلن یک شاخص کلیدی تنش حرارتی در دمای بالا است. زمانی که روغن عایق در معرض دمای بالای 500 درجه سانتی گراد قرار می گیرد تولید می شود. افزایش ناگهانی غلظت اتیلن می تواند نشانه ای از گرمای بیش از حد شدید باشد، مانند اتصال کوتاه یا خطای چرخش در سیم پیچ ترانسفورماتور.

استیلن (C2H2)

استیلن حیاتی ترین گازی است که باید در DGA مراقب آن بود. این قوس الکتریکی با انرژی بالا تولید می شود که می تواند به دلیل عایق معیوب، اتصالات شل یا سایر مشکلات الکتریکی رخ دهد. حتی مقادیر کمی از استیلن (کمتر از 1 پی پی ام) باید فوراً بررسی شود، زیرا می تواند یک وضعیت جدی و بالقوه خطرناک را نشان دهد.

مونوکسید کربن (CO) و دی اکسید کربن (CO2)

مونوکسید کربن و دی اکسید کربن در اثر اکسیداسیون و تخریب حرارتی عایق سلولزی تولید می شوند. در حالی که این گازها تا حدی در همه ترانسفورماتورها وجود دارند، افزایش قابل توجه غلظت آنها می تواند نشان دهنده بارگذاری بیش از حد حرارتی یا مشکل در فرآیند خشک کردن در طول ساخت ترانسفورماتور باشد. نسبت های غیر طبیعی CO به CO2 همچنین می تواند اطلاعات ارزشمندی در مورد نوع و شدت تخریب عایق ارائه دهد.

تفسیر غلظت گاز با استفاده از روش های نسبت

برای تفسیر دقیق نتایج DGA، مهندسان اغلب از روش های نسبت استفاده می کنند، مانند مثلث دوال و روش نسبت راجرز. این روش ها شامل محاسبه نسبت بین گازهای مختلف و مقایسه آنها با استانداردها یا دستورالعمل های تعیین شده است. با تجزیه و تحلیل این نسبت ها می توان نوع خطا (مثلاً حرارتی، الکتریکی) را تعیین کرد و شدت مشکل را تخمین زد.

برای مثال روش مثلث دووال غلظت متان، اتیلن و استیلن را بر روی نمودار مثلثی رسم می کند. نواحی مختلف مثلث با انواع مختلفی از خطاها مانند گسل های حرارتی دمای پایین، گسل های حرارتی با دمای بالا و قوس الکتریکی مطابقت دارند. با تعیین غلظت گاز روی مثلث، می‌توانیم به سرعت علت احتمالی مشکل را شناسایی کنیم و اقدامات مناسب را انجام دهیم.

اهمیت تست منظم DGA

آزمایش منظم DGA برای اطمینان از عملکرد قابل اعتماد ترانسفورماتورهای پر از روغن ضروری است. با نظارت بر غلظت گاز در طول زمان، ما می توانیم روندها و تغییراتی را که ممکن است نشان دهنده شروع یک مشکل باشد، تشخیص دهیم. تشخیص زودهنگام امکان نگهداری پیشگیرانه را فراهم می کند، که می تواند از خرابی های پرهزینه جلوگیری کند، زمان خرابی را کاهش دهد و طول عمر ترانسفورماتور را افزایش دهد.

علاوه بر آزمایش منظم، تعیین غلظت پایه گاز برای هر ترانسفورماتور نیز مهم است. این داده های پایه یک نقطه مرجع برای مقایسه های آینده فراهم می کند و به شناسایی سطوح غیر طبیعی گاز کمک می کند. هر گونه انحراف قابل توجه از خط پایه باید بیشتر بررسی شود تا علت آن مشخص شود و اقدامات اصلاحی مناسب انجام شود.

نتیجه گیری

به عنوان تامین کننده ترانسفورماتورهای روغنی با کیفیت بالا، اهمیت حفظ این دارایی های حیاتی را درک می کنم. تجزیه و تحلیل گاز محلول ابزار قدرتمندی است که به ما امکان می دهد وضعیت ترانسفورماتورها را کنترل کرده و مشکلات احتمالی را زود تشخیص دهیم. با درک معنی پشت غلظت های مختلف گاز و استفاده از روش های نسبت برای تفسیر نتایج، می توانیم تصمیمات آگاهانه ای در مورد تعمیر و نگهداری و تعمیرات اتخاذ کنیم و از عملکرد قابل اعتماد ترانسفورماتور خود اطمینان حاصل کنیم.

اگر در بازار ترانسفورماتورهای روغنی هستید یا برای تعمیر و عیب یابی ترانسفورماتور به کمک نیاز دارید، از شما دعوت می کنم با ما تماس بگیرید. تیم کارشناسان ما آماده ارائه بالاترین سطح خدمات و پشتیبانی به شما می باشد. بیایید با هم کار کنیم تا موفقیت زیرساخت های الکتریکی شما را تضمین کنیم.

مراجع

• Emsley، AM، و Stevens، G. (2000). ماهیت پیری شیمیایی در سیستم های عایق کاغذ روغنی مورد استفاده در کارخانه برق مجموعه مقالات IEE - علم، اندازه گیری و فناوری، 147(3)، 149-154.
• راهنمای IEEE برای تفسیر گازهای تولید شده در ترانسفورماتورهای غوطه ور در روغن (IEEE C57.104-2008).
• دووال، ام (1990). یک نشریه جدید IEC روش "مثلث دوگانه" را برای تشخیص خطاهای اولیه در ترانسفورماتورها ارائه می دهد. مجله IEEE Electrical Insulation، 6 (6)، 18-24.