تجزیه و تحلیل جامع خطای ترانسفورماتور از طریق کروماتوگرافی گازی

ترانسفورماتورهای قدرت، تجهیزات اساسی کلیدی برای توزیع توان پایدار و ایزولاسیون الکتریکی در سیستم های قدرت هستند. اضافه بار عملیاتی طولانی مدت، پیری عایق، تخلیه داخلی و گرمای بیش از حد موضعی باعث ایجاد خطاهای پنهان می شود که به راحتی بدون نظارت اولیه باعث خرابی ناگهانی تجهیزات و قطع برق می شود. تجزیه و تحلیل گاز محلول (DGA) بر اساس کروماتوگرافی گازی معتبرترین و رایج‌ترین فناوری تشخیص غیرمخرب-برای تشخیص عیب داخلی ترانسفورماتور است. این می تواند به طور دقیق خطاهای نهفته اولیه را که با آزمایش های الکتریکی معمولی قابل شناسایی نیستند، ثبت کند. در بهره برداری و نگهداری روزانه، تشخیص کروماتوگرافی منظم هم برای ترانسفورماتورهای شبکه بزرگ و هم برای تجهیزات توزیع کوچک و متوسط{6}} ضروری است. راترانسفورماتور توزیع ایزولهکه به طور گسترده در سناریوهای ایزولاسیون برق صنعتی و عمرانی استفاده می شود، برای از بین بردن خطرات پنهان داخلی، به شدت به تشخیص کروماتوگرافی گازی متکی است. به طور مشابه، ترانسفورماتور تک فاز 50 kva، که معمولاً در سناریوهای منبع تغذیه بارهای خانگی، تجاری و پراکنده اعمال می‌شود، به نظارت استاندارد گاز نفت نیز نیاز دارد تا از عملکرد ایمن و پایدار درازمدت اطمینان حاصل شود.

          JINSHANMEN TECHNOLOGY CO., LTDتولید کننده حرفه ای تجهیزات انتقال و توزیع برق سری کامل-است. این شرکت عمدتاً ترانسفورماتورهای قدرت غوطه‌ور در روغن،-ترانسفورماتورهای قدرت نوع خشک،-ترانسفورماتورهای هسته زخمی سه‌بعدی غوطه‌ور در روغن، ترانسفورماتورهای هسته زخمی خشک-نوع سه{6}}ترانسفورماتورهای هسته زخمی خشک-ترانسفورماتورهای ضد انفجار-محصول انفجار-ترانسفورماتورهای ضد انفجار{9} متحرک، ضد انفجار{9}، ترانسفورماتورهای قدرت آلیاژی، ترانسفورماتورهای تنظیم کننده ولتاژ بار، ترانسفورماتورهای نوع خشک{11}}لوکوموتیو، و همچنین پست های پیش ساخته، پست های مدولار، پست های جعبه نیروگاه بادی، تابلو برق فشار قوی و پایین و سایر تجهیزات انتقال و توزیع نیرو. ترانسفورماتور توزیع ایزوله و ترانسفورماتور تک فاز استاندارد شده 50 kva این شرکت{13}}توسعه و تولید کرده و از روغن عایق{15} با خلوص بالا و ساختار عایق داخلی بهینه شده استفاده می کند. همراه با تشخیص استاندارد کارخانه و مشخصات عملیاتی و نگهداری در محل، این تجهیزات به طور موثر خطرات انحلال گاز را کاهش می دهد و پایداری عملیاتی را بهبود می بخشد.

Ⅰ. همبستگی بین گاز محلول ترانسفورماتور و خطاهای داخلی

روغن عایق ترانسفورماتور دو وظیفه حیاتی دوگانه عایق داخلی و اتلاف حرارت در گردش را بر عهده دارد. هنگامی که گرمای بیش از حد داخلی، تخلیه جزئی یا خطاهای تخلیه قوس رخ می دهد، روغن عایق و مواد عایق جامد دچار تجزیه حرارتی و ترک های شیمیایی می شوند و گازهای مختلفی از جمله هیدروژن (H2)، مونوکسید کربن (CO)، دی اکسید کربن (CO2) و گازهای هیدروکربنی مانند CCH2H4 تولید می کنند. C2H4، C2H2. نوع، غلظت و سرعت تولید این گازها به طور مستقیم با دمای خطا و شدت خطا در ارتباط است.

با افزایش مداوم دمای گسل، ترتیب بارش و غلظت گازهای هیدروکربنی به طور منظم تغییر می کند. CH4 و C2H6 عمدتاً در گسل‌های گرمای بیش از حد در دمای پایین تولید می‌شوند، در حالی که C2H4 در شرایط گرمای بیش از حد دمای بالا غالب است و C2H2 گاز مشخصه معمولی خطاهای تخلیه است. بیشتر گازهای تجزیه شده در روغن عایق حل می شوند و مقدار کمی گاز آزاد در رله گاز جمع می شود. با تجزیه و تحلیل اجزای گاز و تغییرات محتوا، پرسنل بهره برداری و تعمیر و نگهداری می توانند به طور دقیق در مورد نوع خطا، مرحله توسعه و سطح خطر قضاوت کنند.

همراه با خلاصه داده های عملیاتی بلند مدت، رابطه متناظر بین پارامترهای مشخصه گاز و خطاهای معمولی ترانسفورماتور به صورت زیر خلاصه می شود:

1. گسل گرمای بیش از حد عمومی: محتوای کل هیدروکربن کمی زیاد است، غلظت C2H2 کمتر از مقدار هشدار 5μL/L است، گسل به آرامی توسعه می یابد و نرخ تولید گاز در سطح پایین پایدار است، متعلق به گسل نهفته اولیه.

2. خطای شدید گرمای بیش از حد: محتوای کل هیدروکربن به طور قابل توجهی افزایش می یابد، C2H2 ممکن است از مقدار هشدار فراتر رود اما بر اجزای هیدروکربنی کل تسلط ندارد، همراه با افزایش شدید محتوای H2 و سرعت تولید گاز تسریع شده است.

3. خطای تخلیه جزئی: محتوای کل هیدروکربن نرمال است، غلظت H2 از استاندارد هشدار 150μL/L فراتر می رود و CH4 سهم اصلی کل هیدروکربن ها را تشکیل می دهد.

4. خطای تخلیه جرقه: محتوای کل هیدروکربن پایدار است، غلظت C2H2 و H2 به طور قابل توجهی افزایش می یابد و محتوای C2H2 معمولاً بالاتر از 10μL/L است.

5. خطای تخلیه قوس: نوسانات کل محتوای هیدروکربن، C2H2 جزء غالب گازهای هیدروکربنی می شود، و هر دو محتوای C2H2 و H2 بسیار فراتر از مقادیر استاندارد هستند که متعلق به گسل های ناگهانی خطرناک هستند.

Ⅱ. مزایا و محدودیت های تشخیص خطا کروماتوگرافی گازی

تشخیص کروماتوگرافی گازی ترانسفورماتور نمونه‌های روغن را از تجهیزات عملیاتی استخراج می‌کند، گازهای محلول در روغن عایق را از طریق ابزارهای کروماتوگرافی حرفه‌ای جدا و آنالیز می‌کند و قضاوت کمی و کیفی وضعیت عملکرد ترانسفورماتور و انواع خطا را تشخیص می‌دهد. این فناوری یک روش اصلی ضروری برای نگهداری مبتنی بر شرایط ترانسفورماتور-در صنعت برق است.

مزیت اصلی تجزیه و تحلیل کروماتوگرافی گازی هشدار زودهنگام خطاهای نهفته است. اکثر خطاهای حرارتی و تخلیه در ترانسفورماتورها در مراحل اولیه تغییرات آشکاری در پارامترهای الکتریکی ایجاد نمی‌کنند و آزمایش‌های حفاظتی الکتریکی معمولی نمی‌توانند خطرات پنهان را شناسایی کنند. با این حال، کروماتوگرافی گازی می تواند ردیابی تغییرات گاز را در مراحل اولیه وقوع خطا ثبت کند و به طور موثر از فرسودگی تجهیزات، قطع برق و سایر حوادث بزرگ جلوگیری کند. برای تجهیزات توزیع برق پرکاربرد مانند ترانسفورماتور توزیع ایزوله وترانسفورماتور تک فاز 50 kvaتشخیص کروماتوگرافی منظم می تواند یک تضمین ایمنی عملیاتی قابل اعتماد را تشکیل دهد.

در همین حال، فناوری کروماتوگرافی گازی محدودیت های کاربردی خاصی دارد. گاز قابل احتراق حل شده در روغن ترانسفورماتور دارای منابع پیچیده ای است. داده‌های کروماتوگرافی فقط می‌توانند ماهیت و شدت خطا را قضاوت کنند، اما نمی‌توانند مؤلفه یا محل دقیق خطا را مشخص کنند. تجزیه و تحلیل تک کروماتوگرافی مستعد قضاوت نادرست است که منجر به عملیات تعمیر و نگهداری غیر ضروری می شود. بنابراین، تشخیص خطا باید با ویژگی‌های ساختار ترانسفورماتور، تاریخچه عملیاتی و داده‌های آزمایش الکتریکی مرسوم ترکیب شود تا نتایج قضاوت جامع و دقیقی ایجاد شود.

Ⅲ. اقدامات احتیاطی کلیدی برای تجزیه و تحلیل خطا کروماتوگرافی گازی

محتوای گاز محلول ترانسفورماتور تحت تأثیر عوامل متعددی مانند خطاهای داخلی، ساختار تجهیزات، فرآیند نصب، محیط خارجی و عملیات دستی قرار دارد. در تشخیص و تجزیه و تحلیل واقعی، ابتدا باید عوامل تداخل خارجی را رد کرد تا از قضاوت نادرست وضعیت عملکرد تجهیزات جلوگیری شود.

ابتدا، تداخل گاز بدون خطا را حذف کنید. منابع تداخل متداول عبارتند از: جوشکاری مخزن روغن با روغن، روغن عایق مکمل غیرمجاز، نشتی روغن در -شیر بار- تعویض کننده ها، گاز باقیمانده پس از نصب و نگهداری تجهیزات، عملیات نمونه برداری غیر استاندارد روغن، خطاهای تشخیص ابزار، رطوبت تجهیزات و برق رسانی جریان روغن. این عوامل به نشانگرهای گاز غیرعادی منجر می شوند که به راحتی به عنوان خطای بیش از حد داخلی یا تخلیه اشتباه ارزیابی می شوند. به همین دلیل، ساخت و ساز استاندارد، بازرسی دقیق کیفیت روغن و تصفیه کامل گاز زدایی در نصب، نگهداری و بهره برداری تجهیزات ضروری است.

دوم، نظارت بر ردیابی پویا را اتخاذ کنید. هنگامی که داده های کروماتوگرافی غیرعادی هستند، چرخه تشخیص ثابت باید لغو شود و تشخیص ردیابی تشدید شده باید انجام شود. قضاوت خطا نمی تواند به داده های آزمایشی تکی داشته باشد. مقایسه داده های تاریخی، خلاصه کردن روند تغییر گاز و نرخ تولید گاز، و ارزیابی پویا روند توسعه خطا برای تعیین اینکه آیا تجهیزات برای تعمیر و نگهداری نیاز به خاموش شدن دارند یا خیر، ضروری است.

سوم، سیگنال های هشدار دهنده اولیه خطاهای تخلیه را اولویت بندی کنید. C2H2 یک گاز مشخصه معمولی خطاهای تخلیه است. حتی اگر غلظت آن کمتر از مقدار هشدار 5μL/L باشد، رشد مداوم یا نرخ تولید بیش از حد گاز نشان دهنده خطرات پنهان تخلیه بالقوه است. برای جلوگیری از خطاهای ناگهانی قوس الکتریکی و قطع منبع تغذیه، در صورت عدم تایید علت، تجهیزات باید فوراً برای بازرسی خاموش شوند.

چهارم، تشخیص مشارکتی چند بعدی-. نتایج تجزیه و تحلیل کروماتوگرافی باید با داده های آزمایش الکتریکی، سوابق اقدامات حفاظت رله، محیط عملیاتی تجهیزات، تغییرات بار و صداهای عملیاتی غیرعادی برای قضاوت جامع ترکیب شود. گرمای بیش از حد مدار مغناطیسی، خطاهای مدار رسانا و خطاهای عایق اغلب دارای تظاهرات متقاطع هستند و تأیید چند بعدی می‌تواند به طور مؤثر دقت موقعیت‌یابی خطا را بهبود بخشد.

پنجم، معیارهای قضاوت خطا را برای رله های گاز استاندارد کنید. هنگامی که محافظ گاز سبک عمل می کند و گاز آزاد در رله گاز جمع می شود، تجزیه و تحلیل کروماتوگرافی نمونه روغن باید فورا انجام شود. گاز بی رنگ، بی بو و غیر قابل احتراق معمولاً هوای باقیمانده ای است که در اثر گاززدایی ناقص پس از تزریق روغن یا خرابی مهر و موم پمپ روغن ایجاد می شود. گاز بدبو و قابل احتراق نشان دهنده ایرادات داخلی تجهیزات است که نیاز به خاموش شدن فوری و عیب یابی جامع دارد.

ششم، از صحت و قابلیت اطمینان داده های آزمایش اطمینان حاصل کنید. آزمایش‌کنندگان باید مشخصات آزمایش پیشگیرانه و دستورالعمل‌های آنالیز کروماتوگرافی را به شدت اجرا کنند. برای تجهیزات با نشانگرهای گاز در حال افزایش، چرخه تشخیص برای ردیابی را کوتاه کنید. برای تجهیزات با محتوای کل هیدروکربن پایین، از قضاوت نادرست با نرخ تولید نسبی گاز جلوگیری کنید. ترانسفورماتورهای تازه راه اندازی شده باید داده های خط پایه قبل از عملیات را برای ارائه پشتیبانی دقیق برای تجزیه و تحلیل بعدی خطا حفظ کنند.

Ⅳ. نتیجه گیری

تجزیه و تحلیل گازهای محلول کروماتوگرافی گازی رویکرد فنی کلیدی برای هشدار اولیه خطای نهفته ترانسفورماتور و تشخیص کمی است. نواقص تست‌های الکتریکی معمولی را جبران می‌کند و پشتیبانی قابل اعتمادی را برای تعمیر و نگهداری مبتنی بر شرایط{1}}ترانسفورماتور و عملکرد ایمن ارائه می‌دهد. در بهره برداری و نگهداری واقعی، نمونه برداری استاندارد، تجزیه و تحلیل داده های علمی و قضاوت مشترک چند بعدی برای حذف خطرات قضاوت نادرست مورد نیاز است. پایبندی به مدیریت عملیات و نگهداری تصفیه شده می تواند به طور موثری طول عمر ترانسفورماتور توزیع ایزوله، ترانسفورماتور تک فاز 50 kva و ترانسفورماتورهای مختلف انتقال و توزیع نیرو را افزایش دهد و عملکرد پایدار و ایمن کل سیستم توزیع برق را تضمین کند.