Ανάλυση διαλυμένου αερίου (DGA) για αξιοπιστία μετασχηματιστή ισχύος

(Κάντε κλικ στην εικόνα για να μάθετε περισσότερα.)

Οι μετασχηματιστές ισχύος είναι η καρδιά του παγκόσμιου ηλεκτρικού μας δικτύου. Όταν κάποιος αποτύχει, οι συνέπειες-που κυμαίνονται από εκτεταμένες διακοπές ρεύματος και δαπανηρές επείγουσες επισκευές έως σοβαρούς κινδύνους για την ασφάλεια-είναι τεράστιες. Εξαιτίας αυτού,αποτροπή βλάβης του μετασχηματιστή ισχύος με διαγνωστικά λαδιούαποτελεί κορυφαία προτεραιότητα για τους διαχειριστές και τις ομάδες συντήρησης σε όλο τον κόσμο.

Στον πυρήνα αυτής της προληπτικής στρατηγικής είναι ημετασχηματιστής ισχύος ανάλυσης διαλυμένου αερίου (DGA).δοκιμή. Σκεφτείτε το ως μια ολοκληρωμένη εξέταση αίματος για τον μετασχηματιστή σας. Έχει τη δύναμη να διαγνώσει εσωτερικά, αόρατα ζητήματα πολύ πριν κλιμακωθούν σε καταστροφικές αποτυχίες. Ας δούμε πώς λειτουργεί το DGA, τι μας λένε τα δεδομένα και γιατί είναι ένα απαραίτητο εργαλείο για την αξιοπιστία του δικτύου.

Μέσα σε έναν-μετασχηματιστή γεμάτο υγρό, ο συνδυασμός εξαιρετικά εξευγενισμένου ορυκτελαίου και χαρτιού κυτταρίνης χρησιμεύει ως κύριοηλεκτρική μόνωσησύστημα. Υπό κανονικές συνθήκες λειτουργίας-από ημέρα σε-μέρα, αυτά τα οργανικά υλικά αποικοδομούνται αργά με την πάροδο του χρόνου, απελευθερώνοντας μικροσκοπικά ίχνη αερίων στη δεξαμενή.

Ωστόσο, όταν συμβαίνουν μη φυσιολογικά θερμικά ή ηλεκτρικά σφάλματα, ο ρυθμός αυτής της υποβάθμισης επιταχύνεται δραματικά, παράγοντας συγκεκριμένα αέρια σφάλματος που διαλύονται απευθείας στο περιβάλλον λάδι.

Ένα σωστόανάλυση διαλυμένου αερίου dgaπεριλαμβάνει την προσεκτική εξαγωγή αυτών των διαλυμένων αερίων από ένα φυσικό δείγμα λαδιού και την ακριβή μέτρηση των συγκεντρώσεών τους σε μέρη ανά εκατομμύριο (ppm). Εκτελώντας τακτική, ρουτίναανάλυση λαδιού, οι μηχανικοί των εγκαταστάσεων μπορούν να εντοπίσουν με ακρίβεια τοπρώιμα προειδοποιητικά σημάδια βλάβης της μόνωσηςκαι προγραμματίστε προληπτική συντήρηση αντί να αντιδράσετε σε μια ξαφνική διακοπή.

Τα αέρια σφαλμάτων λειτουργούν ως εξαιρετικά αξιόπισταδείκτες υποβάθμισης μονωτικού υγρού. Ο συγκεκριμένος τύπος καιΟ συνολικός όγκος του παραγόμενου αερίου συσχετίζεται άμεσα με το ακριβές είδος καταπόνησης ή βλάβης που εμφανίζεται στο εσωτερικό του εξοπλισμού. Με τη χρήση προηγμένωναέρια χρωματογραφία για συντήρηση υποσταθμού, τα εργαστήρια μπορούν να διαχωρίσουν, να αναγνωρίσουν και να ποσοτικοποιήσουν αυτές τις μικροσκοπικές φυσαλίδες αερίου με απίστευτη ακρίβεια.

Ακολουθεί μια πρακτική ανάλυση του τι δείχνουν χαρακτηριστικά συγκεκριμένα αέρια:

Υδρογόνο (H2):Αυτό το αέριο σχετίζεται γενικά με μερική εκφόρτιση ή κορώνα (ηλεκτρικά σφάλματα χαμηλής-ενέργειας) και είναι συχνά το πρώτο αέριο που εμφανίζεται όταν ένας μετασχηματιστής αρχίζει να βιώνει πίεση.

Μεθάνιο (CH4) & αιθάνιο (C2H6):Η παρουσία αυτών των αερίων συνήθως δείχνει τηναιτίες θερμικών σφαλμάτων στο ορυκτέλαιο. Συνήθως συνδέονται με την υπερθέρμανση του λαδιού σε χαμηλή έως μέτρια θερμοκρασία.

Αιθυλένιο (C2H4):Αυτός είναι ένας ισχυρός δείκτης σοβαρών θερμικών σφαλμάτων, που συνήθως περιλαμβάνουν πολύ υψηλή-υπερθέρμανση θερμοκρασίας (συχνά πάνω από 500 βαθμούς ).

Ακετυλένιο (C2H2):Αυτό είναι αναμφισβήτητα το πιο κρίσιμο αέριο για παρακολούθηση. Αν αναρωτιέστε ποτέπώς να ανιχνεύσετε το εσωτερικό τόξο στους μετασχηματιστές, παρακολουθείτε στενά τους αριθμούς ασετυλίνης σας. Οέννοια των υψηλών επιπέδων ακετυλενίου στο λάδισχεδόν καθολικά μεταφράζεται σε ενεργό,-ηλεκτρικό τόξο υψηλής ενέργειας. Ακόμη και ίχνη ακετυλίνης απαιτούν άμεση διερεύνηση.

Μονοξείδιο του άνθρακα (CO) & Διοξείδιο του άνθρακα (CO2):Ενώ η κανονική γήρανση παράγει αυτά τα αέρια, οι αιχμηρές αιχμές υποδηλώνουν την επικίνδυνη θερμική υποβάθμιση της μόνωσης από κυτταρίνη (χαρτί).

Παρακολούθηση εύφλεκτων αερίων

Κατά την αξιολόγηση της συνολικής ασφάλειας του εξοπλισμού, οι μηχανικοί πρέπει να παρακολουθούν αυστηρά τηνσυνολική συγκέντρωση καύσιμων αερίων(TCGC). Αυτή η μέτρηση συνδυάζει τους όγκους υδρογόνου, μεθανίου, αιθανίου, αιθυλενίου, ακετυλενίου και μονοξειδίου του άνθρακα. Υπέρβαση καθιερωμένηόρια καύσιμων αερίων για ηλεκτρικό εξοπλισμόυποδηλώνει μια εξαιρετικά επικίνδυνη συσσώρευση δυνητικά εκρηκτικών αερίων, η οποία συνήθως απαιτεί άμεση απ-απενεργοποίηση και εσωτερική επιθεώρηση της μονάδας.

Τα αποτελέσματά σας DGA είναι ουσιαστικά τόσο καλά όσο το φυσικό δείγμα λαδιού που λαμβάνετε. Οι κακές συνήθειες δειγματοληψίας μπορεί να εισαγάγουν κατά λάθος ατμοσφαιρικό αέρα ή υγρασία περιβάλλοντος, παραμορφώνοντας τελείως τοδιαγνωστικά δεδομένα.

Ακολουθώντας αυστηράβέλτιστες πρακτικές διαδικασίας δειγματοληψίας λαδιού μετασχηματιστήδεν είναι -διαπραγματεύσιμη. Οι τεχνικοί πρέπει να χρησιμοποιούν πάντα καθαρές, αεροστεγείς γυάλινες σύριγγες. Η βαλβίδα δειγματοληψίας πρέπει να ξεπλυθεί επαρκώς πριν από την άντληση του τελικού όγκου λαδιού και πρέπει να ληφθεί μεγάλη προσοχή για να διασφαλιστεί ότι δεν υπάρχουν απολύτως φυσαλίδες αέρα παγιδευμένες στη σύριγγα. Τέλος, τα δείγματα πρέπει να φυλάσσονται μακριά από το άμεσο ηλιακό φως και να αποστέλλονται αμέσως στο εργαστήριο δοκιμών.

Σήμερα, οι φορείς εκμετάλλευσης δικτύου γενικά εξισορροπούν δύο κύριες μεθοδολογίες δοκιμών:

Διαδικτυακή παρακολούθηση DGA έναντι εργαστηριακών δοκιμών:Οι παραδοσιακές εργαστηριακές δοκιμές είναι εξαιρετικά ακριβείς και παρέχουν ένα πλήρως ολοκληρωμένο προφίλ αερίου (συνήθως δοκιμές για 7 έως 9 διαφορετικά αέρια), αλλά συνήθως εκτελούνται μόνο σε ετήσια ή εξαμηνιαία βάση. Αντίθετα, οι ηλεκτρονικές οθόνες DGA εγκαθίστανται μόνιμα απευθείας στη βαλβίδα του μετασχηματιστή, παρέχοντας συνεχή-δεδομένα σε πραγματικό χρόνο για μερικά βασικά αέρια ένδειξης (όπως το Υδρογόνο και την υγρασία). Για μετασχηματιστές-κρίσιμους, υψηλής-τάσης ή ταχείας γήρανσης αποστολής, ο συνδυασμός συνεχούς online παρακολούθησης με συνήθεις, λεπτομερείς εργαστηριακές δοκιμές προσφέρει την απόλυτη προστασία.

Η λήψη των συγκεντρώσεων αερίων από το εργαστήριο είναι μόνο το πρώτο βήμα. δεόντωςερμηνεία των αποτελεσμάτων δοκιμής λαδιού μετασχηματιστήείναι όπου η πραγματική μηχανική τεχνογνωσία παίζει ρόλο. Ευτυχώς, ο κλάδος έχει δημιουργήσει ισχυρά πλαίσια για να βοηθήσει τους διαχειριστές περιουσιακών στοιχείων να κατανοήσουν τα δεδομένα.

ΟΟδηγός ερμηνείας IEEE C57.104είναι ο ευρέως αποδεκτός κανόνας χρυσού στη Βόρεια Αμερική. Οι πιο πρόσφατες αναθεωρήσεις αυτού του οδηγού παρέχουν σαφείς οδηγίες κατάστασης που βασίζονται σε ιστορικά πρότυπα 90ης εκατοστιαίας μονάδας, λαμβάνοντας υπόψη την ηλικία του μετασχηματιστή και τα συγκεκριμένα όρια όγκου αερίου.

Όταν εντοπίζονται ενεργά σφάλματα, οι ειδικοί βασίζονται σε μεθόδους διαγνωστικής αναλογίας για να εντοπίσουν την ακριβή φύση του προβλήματος. Μια κοινή συζήτηση μεταξύ των μηχανικών αξιοπιστίας περιλαμβάνει τοΜέθοδος Duval Triangle vs Rogers Ratio:

Μέθοδος αναλογίας Rogers:Αυτή η κλασική μέθοδος χρησιμοποιεί μια δομημένη σειρά αναλογιών αερίων (π.χ. CH4/H2, C2H6/CH4) για να κατηγοριοποιήσει τα σφάλματα σε συγκεκριμένες ομάδες. Αν και ιστορικά δημοφιλές, ένα σημαντικό μειονέκτημα είναι ότι μερικές φορές μπορεί να αποφέρει "ανεπίλυτες" διαγνώσεις όπου οι συγκεκριμένες αναλογίες απλά δεν ταιριάζουν σε καμία καθορισμένη κατηγορία βλαβών.

Τρίγωνο Duval:Αναπτύχθηκε από τον ερευνητή Michel Duval, αυτή η οπτική μέθοδος απεικονίζει τα σχετικά ποσοστά Μεθανίου, Αιθυλενίου και Ακετυλενίου σε ένα τριγωνικό διάγραμμα. Έχει γίνει η παγκοσμίως προτιμώμενη μέθοδος σήμερα επειδή είναι απίστευτα ακριβής στον εντοπισμό του τύπου σφάλματος και, σε αντίθεση με τις μεθόδους αναλογίας,πάντοτεπαρέχει μια οριστική διάγνωση βλαβών.

Η κρίσιμη σημασία της τάσης

Μια μόνο ανυψωμένη ένδειξη αερίου είναι σίγουρα μια κόκκινη σημαία, αλλά ηρυθμό μεταβολήςμεταξύ των δοκιμών είναι συχνά μια πολύ πιο σημαντική μέτρηση.Υπολογισμός ρυθμών παραγωγής φυσικού αερίου σε συστήματα ηλεκτρικής ενέργειας(μετράται σε ppm ανά ημέρα ή ppm ανά μήνα) βοηθά τους διαχειριστές περιουσιακών στοιχείων να προσδιορίσουν εάν ένα σφάλμα είναι ενεργό και επιδεινώνεται αυτήν τη στιγμή. Μια αργή, σταθερή αύξηση θα μπορούσε άνετα να επιτρέψει καθυστερημένη, προγραμματισμένη συντήρηση, ενώ μια ξαφνική, επιθετική ακίδα υπαγορεύει ένα κλείσιμο έκτακτης ανάγκης για την αποφυγή καταστροφικής βλάβης.

Για να διασφαλίσετε ότι λαμβάνετε την απόλυτη μέγιστη τιμή από το πρόγραμμα δοκιμών υγρών, ενσωματώστε αυτές τις χρήσιμες συμβουλές στη ροή εργασίας σας:

Καθορίστε μια γραμμή βάσης:Πάντα να εκτελείτε δοκιμές DGA σε έναν ολοκαίνουργιο-μετασχηματιστή που μεταφέρθηκε πρόσφατα ή πρόσφατα επισκευασμένο, για να δημιουργήσετε μια υγιή βάση για μελλοντική σύγκριση.

Μείνετε συνεπείς:Προσπαθήστε να χρησιμοποιήσετε το ίδιο πιστοποιημένο εργαστήριο για όλες τις δοκιμές σας για να ελαχιστοποιήσετε τις φυσικές διακυμάνσεις στον εξοπλισμό δοκιμών, τη βαθμονόμηση και τη μεθοδολογία.

Παρακολουθήστε τις τάσεις σας:Μην προβάλλετε αναφορές DGA σε κενό. Να γράφετε πάντα τα ιστορικά σας δεδομένα. Η οπτικοποίηση της καμπύλης καθιστά πολύ πιο εύκολο τον εντοπισμό λεπτών αλλά επικίνδυνων αποκλίσεων.

Συνδυάστε διαγνωστικά εργαλεία:Για μια ολιστική αξιολόγηση της υγείας, συνδυάστε τα αποτελέσματα του DGA με άλλες δοκιμές ρουτίνας, όπως ανάλυση υγρασίας, δοκιμή φουρανίου (για την αξιολόγηση της υποβάθμισης του χαρτιού) και προηγμένες ηλεκτρικές δοκιμές.

Οι μετασχηματιστές ισχύος αντιπροσωπεύουν τεράστιες επενδύσεις κεφαλαίου τόσο για επιχειρήσεις κοινής ωφέλειας όσο και για ιδιωτικές βιομηχανίες, καθιστώντας την αδιάκοπη, αξιόπιστη λειτουργία τους αυστηρά αδιαπραγμάτευτη. Η εφαρμογή ενός αυστηρού προγράμματος δοκιμών DGA είναι αναμφισβήτητα ο πιο οικονομικός-και ακριβής τρόπος για να "κοιτάξετε μέσα στη δεξαμενή" χωρίς να θέσετε τη μονάδα εκτός σύνδεσης.

Κατανοώντας βαθιά την επιστήμη πίσω από την παραγωγή ελαττωματικού αερίου, τηρώντας αυστηρά τις βέλτιστες πρακτικές δειγματοληψίας και ερμηνεύοντας έξυπνα τα δεδομένα μέσω καθιερωμένων κατευθυντήριων γραμμών του κλάδου, μπορείτε να αποτρέψετε με επιτυχία καταστροφικές αστοχίες. Μείνετε προληπτικοί με τα διαγνωστικά λαδιών σας και οι μετασχηματιστές σας θα σας ανταμείψουν με δεκαετίες ασφαλούς, αποτελεσματικής και αξιόπιστης υπηρεσίας.

Επικοινωνήστε τώρα