Badanie oleju transformatorowego: DGA, wilgotność i wytrzymałość dielektryczna to praktyka pobierania i analizowania mineralnego oleju izolacyjnego wewnątrz transformatora zanurzonego w oleju w celu oceny stanu oleju, izolacji papierowej i części czynnej bez otwierania zbiornika.
Ponieważ olej zarówno izoluje, jak i chłodzi, oraz ponieważ krąży obok każdego uzwojenia i połączenia, nosi chemiczny zapis problemów termicznych, elektrycznych i wilgotnościowych. Ustrukturyzowany program badań zamienia ten zapis w wczesne ostrzeżenie, pozwalając zaplanować interwencję zanim usterka przejdzie w awarię.
Olej izolacyjny starzeje się i reaguje na obciążenia. Ciepło, wyładowania elektryczne i kontakt z papierem celulozowym łamią wiązania molekularne, uwalniając rozpuszczone gazy i produkty uboczne. Przenikanie wilgoci obniża wytrzymałość przebiciową i przyspiesza degradację papieru. Utlenianie podnosi kwasowość i tworzy osad. Każdy z mechanizmów pozostawia mierzalny ślad, więc niewielka próbka oleju daje szeroki obraz stanu wewnętrznego.
Z tego powodu analiza oleju stoi obok diagnostyki elektrycznej, takiej jak testy wyładowań niezupełnych , w każdym poważnym programie oceny stanu transformatora.
Testy przesiewowe charakteryzują sam olej. Są tańsze i szybsze niż pełna analiza gazów i zwykle wykonywane przy każdej rutynowej wizycie.
Dokładne limity zależą od klasy napięcia i normy. IEC 60422 podaje tabele kategorii; wartości poniżej mają charakter orientacyjny dla ogólnego transformatora mocy.
| Właściwość | Metoda | Nowy olej | Do zbadania |
|---|---|---|---|
| Napięcie przebicia | IEC 60156 (szczelina 2,5 mm) | > 60 kV | < 40 kV |
| Zawartość wody | IEC 60814 (Karl Fischer) | < 10 ppm | > 20 do 30 ppm |
| Kwasowość | IEC 62021 | < 0,03 mg KOH/g | > 0,15 mg KOH/g |
| Napięcie międzyfazowe | ASTM D971 | > 40 mN/m | < 25 mN/m |
DGA jest jądrem diagnostyki. Odgazowana próbka oleju jest analizowana metodą chromatografii gazowej (ASTM D3612) w celu zmierzenia gazów uwięzionych w oleju. Wzorzec i stosunki gazów identyfikują typ usterki, podczas gdy bezwzględne stężenia i tempo zmian wskazują na jej nasilenie.
Ramy interpretacyjne obejmują IEC 60599, Trójkąt Duvala (używa metanu, etylenu i acetylenu) oraz IEEE C57.104, którego rewizja z 2019 roku opiera się na statystycznych granicach percentylowych i wskaźnikach gazowania zamiast samych stałych progów.
Każda temperatura awarii wydziela charakterystyczną mieszaninę gazów. Niskonapięciowe zdarzenia sprzyjają wodoru i metanowi; gorętsze usterki produkują etan i etylen; tylko wysokoenergetyczne łuki wytwarzają znaczące ilości acetylenu. Tlenki węgla wskazują specyficznie na papier celulozowy.
| Kluczowy gaz | Wzór | Wskazywana usterka |
|---|---|---|
| Wodór | H2 | Wyładowania niezupełne i korona |
| Metan | CH4 | Przegrzewanie niskotemperaturowe, wyładowania niezupełne |
| Etan | C2H6 | Umiarkowana usterka termiczna |
| Etylen | C2H4 | Wysokotemperaturowe przegrzewanie (gorący metal) |
| Acetylen | C2H2 | Wysokoenergetyczne łukowanie |
| Tlenek węgla | CO | Degradacja celulozy (papieru) |
| Dwutlenek węgla | CO2 | Starzenie się celulozy i utlenianie |
Każdy wykrywalny acetylen wymaga pilnej uwagi, ponieważ oznacza energię łuku wystarczającą do zagrożenia uzwojeniom. Rosnące tlenki węgla przy malejącym stosunku CO2 do CO sugerują aktywne przegrzewanie papieru. Usterki zlokalizowane w pobliżu przełącznika odczepów pod obciążeniem (OLTC) wymagają ostrożności w interpretacji, ponieważ wykorzystywany w nim łącznik dywergentowy (diverter switch) z założenia generuje gazy łukowe; zobacz przełączniki odczepów i regulację napięcia, aby zrozumieć, dlaczego separacja przedziałów ma znaczenie.
Gazy pokazują, co dzieje się teraz; furanów pokazują sumaryczne zużycie papieru. W miarę depolimeryzacji celulozy uwalniane są związki furanyczne, głównie 2-furaldehyd (2-FAL), mierzony metodą HPLC zgodnie z IEC 61198. Stężenie furanów koreluje ze stopniem polimeryzacji papieru, więc pozwala oszacować pozostałą żywotność izolacji, czego sama DGA nie potrafi. Badanie furanów uzupełnia diagnostykę izolacji elektrycznej, taką jak wskaźnik polaryzacji, przy ocenie ryzyka końca eksploatacji.
Wyniki są tylko tak dobre, jak próbka. Pobieraj olej z dolnego zaworu spustowego do czystego naczynia wypłukanego uprzednio olejem, najpierw przepłucz zawór, a do DGA użyj szczelnej szklanej strzykawki lub metalowego cylindra, który wyklucza powietrze. Zapisz temperaturę oleju, temperaturę otoczenia i obciążenie.
Rutynowe interwały to zwykle rocznie dla testów przesiewowych i DGA dla istotnych jednostek; częstotliwość zwiększa się do kwartalnej lub miesięcznej, gdy pojawi się trend gazowy, a powtórne pobranie wykonuje się w ciągu kilku dni, jeśli acetylen gwałtownie rośnie.
Ręczne śledzenie tych wyników w całym parku urządzeń to miejsce, gdzie dane się gubią. Platforma utrzymaniowa taka jak Fabrico może zaplanować pobieranie próbek, przechowywać historię trendów dla każdego zasobu i wyzwalać alerty na podstawie wskaźników gazowania. Umów demonstrację Fabrico, aby zobaczyć, jak historia badań oleju wpisuje się w szerszy program niezawodności.
Ważne transformatory zwykle poddawane są badaniom przesiewowym i DGA raz w roku. Zwiększ częstotliwość, gdy pojawi się trend gazowy, niskie napięcie przebicia lub wysoka wilgotność, i powtórz pobranie w ciągu kilku dni, jeśli acetylen lub wodór gwałtownie rosną.
Acetylen powstaje tylko w bardzo wysokich temperaturach, więc jego obecność wskazuje na wysokoenergetyczne łukowanie wewnątrz zbiornika. Nawet kilka ppm wymaga zbadania, ponieważ łuk może szybko uszkodzić uzwojenia.
IEC 60422 obejmuje nadzorowanie oleju mineralnego w eksploatacji, IEC 60599 i IEEE C57.104 dotyczą interpretacji DGA, a ASTM D3612 obejmuje metodę ekstrakcji gazów. Pojedyncze właściwości mają własne metody, takie jak IEC 60156 dla napięcia przebicia.
Częściowo. Gazy tlenkowe sygnalizują aktywne obciążenie papieru, podczas gdy analiza furanów (2-FAL) koreluje ze stopniem polimeryzacji i daje oszacowanie pozostałej żywotności celulozy, którego sama analiza gazów nie zapewnia.
Zaloguj
Blog
