تست DGA چیست و چرا اهمیت دارد؟

هنگامی که شما ترانسفورماتورهای غوطه‌ور در روغن را مدیریت می‌کنید، روغن عایق داخل مخزن چیزی بیش از یک خنک‌کننده است – این یک شاهد خاموش برای همه اتفاقات درون سیم‌پیچ‌ها و هسته است. آزمایش تجزیه و تحلیل گاز محلول (DGA) با اندازه گیری انواع و مقادیر گازهای حل شده در نفت، اظهارات شاهد را می خواند. این گازها توسط تنش های حرارتی و الکتریکی وارد شده بر سیستم عایق در حین کار تولید می شوند.

این اصل از سال 1928 شناخته شده است و همچنان مقرون به صرفه ترین ابزار تشخیص زودهنگام عیب در دسترس مهندسان تعمیر و نگهداری است. DGA اهمیت دارد زیرا مشکلات در حال توسعه - مانند گرمای بیش از حد، تخلیه جزئی یا قوس الکتریکی - را در حالی که هنوز قابل کنترل هستند شناسایی می کند. تشخیص عیب در مرحله اولیه می تواند از خرابی فاجعه بار ترانسفورماتور جلوگیری کند که به نوبه خود از قطعی های برنامه ریزی نشده، تعمیرات گران قیمت و خطرات احتمالی ایمنی جلوگیری می کند. در کنار یک کامل محدوده محصولات ترانسفورماتور غوطه ور در روغن از یک تولید کننده با کنترل کیفیت دقیق، یک برنامه DGA جامد ستون فقرات هر استراتژی مدیریت دارایی فعال را تشکیل می دهد.

تولید کنندگان ترانسفورماتور غوطه ور در روغن، کارخانه OEM/ODM جیانگ سو دینگسین الکتریک تولید کنندگان ترانسفورماتور غوطه ور روغن سفارشی چین و کارخانه ترانسفورماتور غوطه ور روغن OEM/ODM، روغن سفارشی... مشاهده محصول →

تست DGA چگونه کار می کند؟ اصول کلیدی

تقریباً یک سوم سیستم عایق ترانسفورماتور غوطه ور در روغن از روغن دی الکتریک مایع تشکیل شده است و بقیه آن کاغذ سلولزی و تخته پرس است. هر دو ماده تحت تنش حرارتی و الکتریکی تخریب می‌شوند و با تجزیه گازهای مشخصی تولید می‌کنند. این گازها - هیدروژن، متان، اتان، اتیلن، استیلن، مونوکسید کربن و دی اکسید کربن - در غلظت های متناسب با شدت تنش در روغن حل می شوند.

در طی آزمایش DGA، نمونه ای از روغن از ترانسفورماتور استخراج می شود و با استفاده از کروماتوگرافی گازی آنالیز می شود. این تکنیک مخلوط گاز را به اجزای جداگانه آن جدا می کند و امکان شناسایی دقیق و کمیت هر گاز را فراهم می کند. نمایه گاز به دست آمده اثر انگشتی از وضعیت داخلی ترانسفورماتور ارائه می دهد.

از آنجایی که گازها به جای خروج به صورت حباب آزاد در روغن حل می شوند (در بیشتر موارد)، DGA می تواند عیوب را حتی در ترانسفورماتورهای مهر و موم شده که در آن بازرسی بصری غیرممکن است، تشخیص دهد. این باعث می شود که به طور منحصر به فردی برای تجهیزات پر شده با روغن مناسب باشد - در حالی که ترانسفورماتورهای نوع خشک به رویکردهای تشخیصی مختلفی مانند روش های تست و عیب یابی ترانسفورماتورهای نوع خشک که بر مقاومت عایق و دمای سیم پیچ تمرکز دارند تا شیمی روغن.

گازهای خطای اصلی و آنچه که آنها آشکار می کنند

هر نوع خطا در ترانسفورماتور ترکیبی مجزا از گازها را تولید می کند. درک این روابط برای تفسیر داده های DGA اساسی است.

• استیلن (C2H2): این شدیدترین علامت هشدار است. وجود آن نشان دهنده قوس یا گرمای بیش از حد موضعی بالای 700 درجه سانتیگراد است، شرایطی که می تواند به سرعت مواد هادی را ذوب کرده و عایق را کربن کند.
• هیدروژن (H2) و متان (CH4): این گازها معمولاً با تخلیه جزئی (کرونا) همراه هستند - تخلیه الکتریکی کم انرژی که کاغذ عایق را در طول زمان فرسایش می دهد.
• اتیلن (C2H4) و اتان (C2H4): اینها تجزیه حرارتی خود روغن را نشان می دهد، معمولاً از گرمای بیش از حد متوسط در محدوده 300 درجه سانتیگراد تا 700 درجه سانتیگراد.
• مونوکسید کربن (CO) و دی اکسید کربن (CO2): این گازها از تخریب سلولز (کاغذ) به وجود می آیند. سطوح بالا نشان دهنده گرمای بیش از حد عایق است که پیری را تسریع کرده و طول عمر ترانسفورماتور را کوتاه می کند.

یک گاز مجزا به ندرت داستان کامل را بیان می کند. قابل اطمینان ترین تفسیر DGA از ترکیب گاز استفاده می کند. در اینجا یک مرجع سریع برای الگوهای خطای رایج وجود دارد:

باید توجه ویژه ای شود حالت های خطا در ترانسفورماتورهای یکسو کننده تغییر فاز ، جایی که جریان های هارمونیک و چرخه حرارتی فشار بیشتری بر سیستم عایق وارد می کند و الگوهای تولید گاز را پیچیده تر می کند.

روش ها و استانداردهای تست DGA

کجا و چگونه نمونه برداری می شود

تست DGA را می توان به روش های مختلفی انجام داد، که هر کدام دارای معاوضه های خاص خود هستند:

• تجزیه و تحلیل آزمایشگاهی: یک تکنسین آموزش دیده یک نمونه روغن می کشد، آن را به آزمایشگاه می فرستد و گزارش مفصلی دریافت می کند. این دقیق ترین روش است و برای نظارت دوره ای توصیه می شود.
• نظارت آنلاین: سنسورهای دائمی نصب شده روی ترانسفورماتور به طور مداوم گازهای محلول را اندازه گیری می کنند. این برای واحدهای بحرانی ایده آل است اما هزینه اولیه بالاتری دارد.
• دستگاه های قابل حمل DGA: آنالایزرهای آماده میدان که نتایج سریع را در محل ارائه می دهند، برای غربالگری یا زمانی که چرخش آزمایشگاهی کند است مفید است.

صرف نظر از روش، نمونه گیری مناسب غیر قابل مذاکره است. ظرف نمونه برداری باید کاملاً تمیز و دارای هوا باشد. هر گونه نشتی به گازهای محلول اجازه خروج یا ورود گازهای اتمسفر را می دهد که هر دو نتایج را بی معنی می کند. شیر نمونه برداری باید قبل از کشیدن نمونه تمیز و با روغن شسته شود تا از آلودگی روغن راکد جلوگیری شود. علاوه بر این، بررسی سطح روغن و بررسی نشتی در نقطه نمونه‌برداری بخشی از عملکرد خوب است – شما باید همیشه علل و خطرات نشت روغن ترانسفورماتور قبل از تکیه بر هر تشخیص مبتنی بر روغن.

راهنمای استاندارد

در حالی که جامعه فنی به طور کلی با استانداردهایی مانند IEC 60599 و IEEE C57.104 برای تفسیر و اقدامات توصیه شده هماهنگ است، ارزشمندترین مرجع برای واحد خاص شما روند تاریخی DGA خود آن است. ما قویاً توصیه می‌کنیم که یک آزمایش DGA پایه بر روی ترانسفورماتورهای جدید قبل از قرار گرفتن در سرویس - نه پس از ماه‌ها کارکرد - ایجاد کنید تا مقایسه‌های آینده تغییرات را نسبت به آن شرایط اولیه دنبال کنند.

مبانی تفسیر DGA: نسبت ها و تحلیل روند

پس از رسیدن گزارش آزمایشگاهی، وظیفه جداسازی پیری طبیعی از مشکلات در حال توسعه است. متداول‌ترین روش‌های تفسیر شامل رویکردهای مبتنی بر نسبت مانند مثلث دووال و نسبت راجر است که گسل‌ها را با مقایسه غلظت‌های نسبی گازهای خاص طبقه‌بندی می‌کنند. این روش ها میانبرهای تشخیصی مفیدی هستند، اما خطاناپذیر نیستند و باید در کنار سایر شواهد مورد استفاده قرار گیرند.

مهمتر از هر نتیجه واحدی، نرخ گازگیری است – سرعت افزایش غلظت گاز. ترانسفورماتور با سطح گاز پایدار در غلظت نسبتاً بالا ممکن است کمتر از ترانسفورماتوری باشد که در آن سطح گاز هر ماه از سطح پایه پایین دو برابر می شود. تولید سریع گاز معمولاً نشانه زوال فعال است که نیاز به توجه فوری دارد.

تجزیه و تحلیل روند در چندین نمونه، با فاصله چند ماه یا سال، واضح ترین تصویر را از سلامت ترانسفورماتور ارائه می دهد. برای فراوانی نمونه برداری، یک برنامه عملی به شرح زیر است:

• ترانسفورماتورهای تازه راه اندازی شده: هر 3 ماه یکبار در سال اول
• ترانسفورماتور سالم: سالانه
• واحدهای با مشکلات شناخته شده یا بار بالا: هر 3 تا 6 ماه

هنگام تفسیر نتایج، یک چارچوب قضاوت چهار سطحی را حفظ کنید - طبیعی است، نیاز به توجه دارد، به زودی به آزمایش مجدد نیاز دارد و برای بازرسی نیاز به خاموش شدن دارد. این رویکرد هم از وحشت ناشی از نوسانات جزئی و هم از رضایت در مورد وخامت واقعی جلوگیری می کند.

دام های رایج DGA و نحوه اجتناب از آنها

DGA ابزار قدرتمندی است، اما ارزش آن کاملاً به کیفیت داده ها بستگی دارد. اشتباهات رایج منجر به نتیجه گیری های نادرست می شود، که بدتر از عدم آزمایش است، زیرا آنها یا باعث تعمیر و نگهداری غیر ضروری می شوند یا شما را دچار احساس امنیت کاذب می کنند.

• مهار نمونه ضعیف: سرنگ نشتی یا بطری بد مهر و موم شده در صدر لیست خطاها قرار دارد. اطمینان حاصل کنید که تجهیزات نمونه برداری شما برای DGA طراحی شده است و قبل از حمل و نقل به درستی مهر و موم شده است.
• شستشوی شیر پرش: بیرون کشیدن روغن از شیر بدون بیرون ریختن روغن مرده به این معنی است که نمونه شما نشان دهنده روغن قدیمی و راکد است تا روغن در حال گردش.
• حمل و نقل و نگهداری نامناسب: نمونه ها نباید در معرض نور خورشید، گرمای بیش از حد یا دوره های نگهداری طولانی مدت قرار گیرند. این شرایط حلالیت و ترکیب گاز را تغییر می دهد.
• نادیده گرفتن اطلاعات رطوبت: محتوای بالای آب در روغن می تواند باعث تولید هیدروژن از طریق الکترولیز آب به جای تخلیه جزئی شود. اگر هیدروژن بالا را بدون تایید سطوح رطوبت اندازه گیری کنید، ممکن است خطا را اشتباه تشخیص دهید.
• تجزیه و تحلیل نتایج منفرد به صورت مجزا: فراخوانی قضاوت همیشه باید تاریخچه ترانسفورماتور، مشخصات بار و سایر تست های تشخیصی را در نظر بگیرد.

برای ارزیابی جامع، DGA را با آنالیز رطوبت، تست مقاومت دی الکتریک و آنالیز فوران در همان جلسه نمونه برداری جفت کنید. این آزمایش ها با هم تصویر کاملی از وضعیت روغن و پیری عایق ارائه می دهند. همچنین به یاد داشته باشید که DGA تنها بخشی از یک روال بازرسی گسترده است - الف برنامه کامل نگهداری و بازرسی ترانسفورماتور شامل تست های الکتریکی، بررسی های بصری و تصویربرداری حرارتی است.

تصمیمات تعمیر و نگهداری بر اساس نتایج DGA

هنگامی که DGA یک ناهنجاری را علامت گذاری می کند، مسیر رو به جلو به شدت و نرخ تولید گاز بستگی دارد. در اینجا یک چارچوب تصمیم عملی وجود دارد:

• غلظت گاز کم، سرعت گازدهی کند: به عملکرد عادی خود ادامه دهید اما فرکانس نظارت را افزایش دهید. برای تایید پایداری، DGA را ظرف 3 تا 6 ماه تکرار کنید.
• غلظت متوسط، گازگیری متوسط: فاصله نمونه برداری را به سه ماهه کوتاه کنید و اعتبارسنجی متقاطع را با آزمایش های الکتریکی مانند مقاومت عایق، مقاومت سیم پیچ و ضریب تلفات دی الکتریک در نظر بگیرید.
• غلظت بالا یا سرعت گازگیری سریع: به خصوص اگر استیلن ظاهر می شود یا سرعت گازگرفتگی به سرعت در حال افزایش است، برای بازرسی کامل برنامه خاموشی کنید. این ممکن است شامل معاینه داخلی باشد، که فقط باید با قطع برق ایمن ترانسفورماتور انجام شود.

DGA به تنهایی عمل نمی کند. باید با برنامه نظارت بر وضعیت کلی ترانسفورماتور، از جمله تجزیه و تحلیل پاسخ فرکانس جابجایی (SFRA) و ردیابی رطوبت محلول، ادغام شود. هنگامی که یک خطا به اندازه کافی شدید باشد که نیاز به تعویض داشته باشد، انتخاب ترانسفورماتور بعدی حیاتی می شود. واحدهایی با سیستم های عایق برتر و طرح های خنک کننده اثبات شده - مانند موارد موجود در مشخصات ترانسفورماتور قدرت 35 کیلو ولت غوطه ور در روغن - معمولاً خطوط پایه اولیه DGA تمیزتر و روندهای بلند مدت گاز پایدارتر را نشان می دهد. را طراحی ترانسفورماتور غوطه ور در روغن آلیاژی آمورف علاوه بر این، تلفات هسته را کاهش می دهد، که دمای عملیاتی را کاهش می دهد و در نتیجه تنش حرارتی روی عایق روغن و کاغذ را کاهش می دهد - مسیری مستقیم برای رویدادهای کمتر تولید گاز.

نتیجه‌گیری: DGA را به بخشی از مراقبت از ترانسفورماتور تبدیل کنید

تست DGA بالاترین بازده تشخیصی موجود برای تعمیر و نگهداری ترانسفورماتور غوطه‌ور در روغن است. بدون باز کردن مخزن به شما می‌گوید چه اتفاقی در داخل مخزن می‌افتد، و به شما زمان می‌دهد تا قبل از اینکه یک مشکل کوچک تبدیل به یک خرابی گران شود، اقدام کنید.

DGA را به بخشی برنامه ریزی شده از سیستم مدیریت دارایی خود تبدیل کنید. خطوط پایه تمیزی را برای تجهیزات جدید ایجاد کنید، در فواصل زمانی ثابت نمونه برداری کنید و روندها را به جای نقاط داده مجزا دنبال کنید. به عنوان یک تولید کننده، ما تأکید می کنیم که کیفیت ترانسفورماتور از کارخانه شروع می شود - خشک کردن دقیق خلاء، تصفیه روغن مناسب و کنترل کیفیت دقیق واحدی با محتوای گاز اولیه پایین و نقطه شروع سالم برای نظارت DGA تولید می کند. از این سرمایه گذاری با آزمایش منظم محافظت کنید، و ترانسفورماتورهای شما با چندین دهه خدمات قابل اعتماد به شما پاداش خواهند داد.