Gaz kromatografisi kullanılarak büyük transformatör arızalarının kapsamlı analizi
Gaz kromatografisi (GC), gazları ve uçucu maddeleri tespit etmek ve analiz etmek için yaygın olarak kullanılan güçlü bir analitik tekniktir. Büyük transformatör arızası tanısı bağlamında, GC transformatör yağında çözünmüş gazların saptanmasında kritik bir rol oynar, bu da aşırı ısınma, ark veya yalıtım dökümü gibi çeşitli iç hataların göstergesi olabilir. Bu yöntem, bir transformatörün sağlığı hakkında değerli bilgiler sağlar, arızaların erken tespitini sağlar ve felaket arızalarını önler.
1. Transformatör arıza teşhisinde gaz kromatografisi prensibi
Gaz kromatografisi, transformatör yağında bulunan gazların ayrılmasına ve ölçülmesine dayanmaktadır. Bir transformatör normal olarak çalıştığında, yağ bir yalıtım ortamı olarak hizmet eder. Bununla birlikte, anormal koşullar veya iç hatalar sırasında, yağ kimyasal değişikliklere uğrar ve GC kullanılarak tespit edilebilen çözünmüş gazları serbest bırakır.
Transformatör hatası teşhisine ilgi duyulan birincil gazlar şunları içerir:
Hidrojen (H₂): Genellikle aşırı ısınma veya kısmi deşarj sonucu.
Metan (CH₄): Ark veya şiddetli aşırı ısınmayı gösterir.
Etilen (C₂H₄): Tipik olarak yalıtımın termal bozulması gibi şiddetli hatalara bağlıdır.
Asetilen (c₂h₂): Özellikle kısa devreler durumunda elektrik arkının anahtar göstergesi.
Karbon monoksit (CO) ve karbon dioksit (CO₂): Yüksek sıcaklıklar altında selüloz yalıtımının ayrışmasıyla ilişkili.
Etan (C₂h₆): Kısmi deşarj veya aşırı ısınma dahil olmak üzere çeşitli arıza türlerine bağlanabilir.
Gaz kromatografisi bu gazları moleküler özelliklerine göre ayırır ve konsantrasyonlarını ölçer. Gaz konsantrasyonlarının paterni, hatanın tipi ve şiddeti hakkında değerli tanı bilgileri sağlayabilir.
2. Hata teşhisinde gaz kromatografisi
GC kullanılarak transformatör yağındaki çözünmüş gazların analizi, aşağıdakiler de dahil olmak üzere spesifik hataların tanımlanmasına izin verir:
Aşırı ısınma: Yüksek seviyelerde etilen (C₂h₄) ve etan (C₂H₆), aşırı yük veya yetersiz soğutma nedeniyle transformatörün aşırı ısınmasını önerir. Yüksek hidrojen seviyeleri (H₂) ayrıca kısmi deşarjı gösterebilir.
Yay: Asetilen (C₂H₂) varlığı, transformatör içindeki elektrik ark ile güçlü bir şekilde ilişkilidir. Asetilen, yağ elektrik bozulmasına maruz kaldığında üretilir, bu da transformatörün yalıtım ve sargılarında ciddi hasara neden olabilir.
Kısmi deşarj: Düşük hidrojen (H₂) ve metan (CH₄), az miktarda etilen (C₂h₄) ile birleştirildiğinde, genellikle kısmi deşarj aktivitesini gösterir. Bu, tedavi edilmezse, tam bir arızaya yükselebilen lokalize yalıtım bozulmasının bir işaretidir.
Yalıtım bozulması: Önemli miktarlarda karbon monoksit (CO) ve karbondioksitin (CO₂) saptanması, transformatör içindeki selüloz yalıtımının (kağıt) ayrışmasına işaret eder. Bu işlem genellikle aşırı sıcaklık artışının veya yalıtım üzerindeki uzun süreli stresin bir sonucudur.
Kısa - devre hataları: Kısa devreler durumunda, yoğun bir ark sonucunda yüksek konsantrasyonlarda asetilen (C₂H₂) ile birlikte genellikle hidrojen (H₂) ve metan (CH₄) seviyelerinde bir artış gözlenir.
3. Gaz Analizi ve Yorumu
Gazlar GC sistemi ile ayrıldıktan sonra, konsantrasyonları hata türünü ve şiddetini tanımlamak için yerleşik teşhis kılavuzlarıyla karşılaştırılır. En sık kullanılan tanı yöntemleri şunları içerir:
DGA (çözünmüş gaz analizi): DGA, transformatör yağını analiz etmek için birincil yöntemdir. Arıza tipini kategorize etmek için farklı oranlar ve gaz konsantrasyonları kullanılır. DGA verilerini yorumlamak için birkaç temel yöntem vardır:
Anahtar Gaz Yöntemi: Arıza tipini teşhis etmek için asetilen (C₂H₂) ve etilen (C₂H₄) gibi anahtar gazların varlığına odaklanır.
Roger'ın oranı: Hata şiddetini değerlendirmek için hidrojen (H₂), metan (CH₄), etan (C₂H₆) ve etilen (C₂H₄) konsantrasyonunu karşılaştırır.
IEC 60599 yöntemi: Gaz konsantrasyonlarına ve oranlarına dayalı hata teşhisi sağlayan standart bir yöntem.
Gaz paterni analizi: Gazların deseni hata hakkında daha ayrıntılı bilgi sağlayabilir. Örneğin:
Metan ve etilen ile yüksek hidrojenkısmi deşarjı gösterebilir.
Yüksek seviyelerde asetilen, metan ve etilenŞiddetli bir ark arızası önerin.
Yüksek seviyelerde karbon monoksit ve karbondioksityalıtım bozulmasının göstergesidir.
4. Transformatör arızalarının işlenmesi ve raporlanması
GC analizinden sonra, sonuçlar bakım veya onarımdaki sonraki adımları belirlemeye yardımcı olduğu yorumlanmalı ve bildirilmelidir. Temel eylemler şunları içerir:
Trend izleme: Gaz kromatografisi analizi düzenli olarak gerçekleştirerek, zaman içinde gaz konsantrasyonlarının eğilimini izlemek mümkündür. Herhangi bir spesifik gazın, özellikle asetilen (C₂H₂) konsantrasyonunda ani bir artış, derhal bir soruşturmayı tetiklemelidir.
Hata Teşhisi ve Sınıflandırma: GC analizinin sonuçları arıza tipini (örn. Aşırı ısınma, ark, yalıtım bozulması) sınıflandırmak ve şiddete dayalı düzeltici eylemlere öncelik vermek için kullanılabilir.
Önleyici bakım: Gaz birikiminin erken tespiti ve arıza tipinin anlaşılması, daha fazla hasarı önlemek için yalıtım değişimi, yağ filtrasyonu veya transformatör kapatma dahil proaktif bakım önlemlerine izin verir.
5. Çözüm
Gaz kromatografisi, büyük transformatör arızalarının kapsamlı analizinde kritik bir rol oynar. Transformer yağındaki çözünmüş gazları izleyerek GC, aşırı ısınma, ark, yalıtım bozulması ve kısmi deşarj gibi çeşitli arıza tiplerinin teşhis edilmesine yardımcı olur. Düzenli gaz analizi, transformatör sorunlarının erken tespiti için gereklidir ve operatörlerin büyük hasar meydana gelmeden önce düzeltici önlemler almalarına izin verir. Yerleşik hata tanı yöntemleri kullanılarak GC verilerinin uygun şekilde yorumlanması, transformatörlerin ömrünü önemli ölçüde genişletebilir ve elektrik şebekesinin güvenilirliğini artırabilir.
