Силовые трансформаторы являются ключевым оборудованием для стабильного распределения электроэнергии и электрической изоляции в энергосистемах. Длительная-эксплуатационная перегрузка, старение изоляции, внутренние разряды и локальный перегрев вызывают скрытые неисправности, которые легко вызывают внезапный отказ оборудования и отключения электроэнергии без предварительного мониторинга. Анализ растворенных газов (DGA), основанный на газовой хроматографии, является наиболее авторитетной и распространенной технологией не-неразрушающего обнаружения для диагностики внутренних неисправностей трансформатора. Он может точно фиксировать ранние скрытые неисправности, которые невозможно выявить с помощью обычных электрических испытаний. В повседневной эксплуатации и обслуживании регулярное хроматографическое обнаружение необходимо как для крупных сетевых трансформаторов, так и для распределительного оборудования малого и среднего-габаритов.изолирующий распределительный трансформатор, широко используемый в сценариях изоляции промышленных и гражданских объектов, в значительной степени полагается на обнаружение газовой хроматографией для устранения внутренних скрытых опасностей. Аналогичным образом, однофазный трансформатор мощностью 50 кВА, обычно применяемый в домашних, коммерческих и распределенных сценариях электроснабжения нагрузки, также нуждается в стандартизированном мониторинге нефтяного газа, чтобы обеспечить долгосрочную-безопасную и стабильную работу.
JINSHANMEN TECHNOLOGY CO., LTD.является профессиональным производителем полносерийного-оборудования для передачи и распределения электроэнергии. Компания в основном производит масляные силовые трансформаторы, силовые трансформаторы сухого-типа, масляные-погружаемые трех-трансформаторы с сердечником с трехмерным обмоткой, трансформаторы с трехмерным сердечником сухого-типа с трехмерным обмоткой-, шахтные взрывобезопасные-сухие трансформаторы-типа, горнодобывающие взрывозащищенные-передвижные подстанции, силовые трансформаторы из аморфных сплавов, трансформаторы для регулирования напряжения на-нагрузке, локомотивные сухие трансформаторы-типа, а также сборные подстанции, модульные подстанции, коробчатые подстанции ветряных электростанций, распределительные устройства высокого и низкого напряжения и другое оборудование для передачи и распределения электроэнергии. В -разработанном и изготовленном компанией изолирующем распределительном трансформаторе и стандартизированном однофазном трансформаторе мощностью 50 кВА используется изоляционное масло высокой-чистоты и оптимизированная внутренняя изоляционная структура. В сочетании со стандартизированными заводскими характеристиками обнаружения и-эксплуатации и технического обслуживания на месте оборудование эффективно снижает риски растворения газа и повышает стабильность работы.
Ⅰ. Корреляция между растворенным газом в трансформаторе и внутренними неисправностями
Трансформаторное изоляционное масло выполняет две двойные важные функции: внутреннюю изоляцию и циркуляцию тепла. При внутреннем перегреве, частичном разряде или дуговом разряде изоляционное масло и твердые изоляционные материалы подвергаются термическому разложению и химическому растрескиванию с образованием различных характерных газов, включая водород (H₂), окись углерода (CO), диоксид углерода (CO₂) и углеводородные газы, такие как CH₄, C₂H₆, C₂H₄, C₂H₂. Тип, концентрация и скорость образования этих газов напрямую коррелируют с температурой и серьезностью неисправности.
При постоянном повышении температуры разлома порядок осаждения и концентрация углеводородных газов регулярно изменяются. CH₄ и C₂H₆ в основном образуются в условиях низкотемпературного перегрева, тогда как C₂H₄ преобладает в условиях высоко-температурного перегрева, а C₂H₂ является типичным характерным газом разрядных разломов. Большая часть разложившихся газов растворяется в изоляционном масле, а небольшое количество свободного газа скапливается в газовом реле. Анализируя изменения компонентов и состава газа, персонал по эксплуатации и техническому обслуживанию может точно определить тип неисправности, стадию развития и уровень риска.
В сочетании со сводными-оперативными данными за длительный период соответствующая взаимосвязь между характерными параметрами газа и типичными неисправностями трансформатора обобщается следующим образом:
1. Общая неисправность перегрева: общее содержание углеводородов немного велико, концентрация C₂H₂ ниже предупреждающего значения 5 мкл/л, неисправность развивается медленно, а скорость добычи газа стабильна на низком уровне, что относится к ранней скрытой неисправности.
2. Серьезный перегрев: общее содержание углеводородов значительно возрастает, C₂H₂ может превышать предупреждающее значение, но не доминирует над общим количеством углеводородных компонентов, что сопровождается резким увеличением содержания H₂ и ускорением добычи газа.
3. Неисправность частичного разряда: общее содержание углеводородов в норме, концентрация H₂ превышает стандарт предупреждения 150 мкл/л, а CH₄ составляет основную долю общего количества углеводородов.
4. Неисправность искрового разряда: общее содержание углеводородов стабильно, концентрации C₂H₂ и H₂ значительно увеличиваются, а содержание C₂H₂ обычно превышает 10 мкл/л.
5. Дуговой разряд: общее содержание углеводородов резко возрастает, C₂H₂ становится доминирующим компонентом углеводородных газов, а содержание как C₂H₂, так и H₂ значительно превышает стандартные значения, что относится к опасным внезапным разломам.
Ⅱ. Преимущества и ограничения газовой хроматографии для диагностики неисправностей
Газохроматографическое обнаружение трансформатора извлекает пробы масла из работающего оборудования, отделяет и анализирует растворенные газы в изоляционном масле с помощью профессиональных хроматографических инструментов, а также осуществляет количественную и качественную оценку рабочего состояния трансформатора и типов неисправностей. Эта технология является незаменимым основным методом технического обслуживания трансформаторов-по состоянию трансформаторов в энергетике.
Основное преимущество газохроматографического анализа — раннее предупреждение о скрытых неисправностях. Большинство тепловых и разрядных неисправностей внутри трансформаторов не вызывают очевидных изменений электрических параметров на ранней стадии, а обычные испытания электрической защиты не могут выявить скрытые опасности. Однако газовая хроматография может фиксировать следовые изменения газа на ранней стадии возникновения неисправности, эффективно предотвращая перегорание оборудования, сбои в электроснабжении и другие крупные аварии. Для широко используемого оборудования распределения электроэнергии, такого как изолирующий распределительный трансформатор иОднофазный трансформатор 50 кВАРегулярное хроматографическое обнаружение может стать надежной гарантией эксплуатационной безопасности.
Между тем технология газовой хроматографии имеет определенные ограничения применения. Растворенный горючий газ в трансформаторном масле имеет сложные источники. Хроматографические данные позволяют судить только о характере и серьезности неисправности, но не могут точно определить неисправный компонент или место неисправности. Одиночный хроматографический анализ склонен к ошибочным оценкам, что приводит к ненужным операциям по техническому обслуживанию. Поэтому диагностика неисправностей должна сочетаться с характеристиками конструкции трансформатора, историей эксплуатации и данными обычных электрических испытаний для формирования полных и точных результатов оценки.
Ⅲ. Основные меры предосторожности при анализе неисправностей газовой хроматографии
На содержание растворенного газа в трансформаторе влияет множество факторов, таких как внутренние неисправности, конструкция оборудования, процесс установки, внешняя среда и ручное управление. При фактическом обнаружении и анализе в первую очередь необходимо исключить внешние мешающие факторы, чтобы избежать неправильной оценки рабочего состояния оборудования.
Во-первых, устраните не-помехи газа, не связанные с неисправностью. К распространенным источникам помех относятся сварка масляного бака маслом, неквалифицированное дополнительное изоляционное масло, утечка масла из -переключателей ответвлений нагрузки-, остаточный газ после установки и обслуживания оборудования, нестандартная операция отбора проб масла, ошибки обнаружения приборов, сырость оборудования и электрификация потока масла. Эти факторы приведут к ненормальным показателям газа, которые легко ошибочно принять за внутренний перегрев или неисправности разрядки. По этой причине стандартизированная конструкция, строгий контроль качества масла и полная дегазация необходимы при установке, обслуживании и эксплуатации оборудования.
Во-вторых, внедрите динамический мониторинг отслеживания. Если хроматографические данные оказываются ненормальными, фиксированный цикл обнаружения следует отменить и провести усиленное отслеживание. Решение о неисправности не может основываться на данных одного испытания. Необходимо сравнивать исторические данные, суммировать тенденции изменения газа и темпы добычи газа, а также динамически оценивать тенденции развития неисправностей, чтобы определить, необходимо ли останавливать оборудование на техническое обслуживание.
В-третьих, отдайте приоритет ранним сигналам предупреждения о неисправностях при разрядке. C₂H₂ — типичный характерный газ разрядных разломов. Даже если его концентрация ниже предупреждающего значения 5 мкл/л, постоянный рост или чрезмерная скорость газообразования указывают на потенциальную скрытую опасность выброса. Во избежание внезапных дуговых замыканий и прерываний электропитания оборудование должно быть немедленно выключено для проверки, если причина не может быть подтверждена.
В-четвертых, используйте многомерную совместную диагностику. Результаты хроматографического анализа необходимо объединить с данными электрических испытаний, записями действий релейной защиты, условиями эксплуатации оборудования, изменениями нагрузки и аномальными рабочими звуками для получения комплексной оценки. Перегрев магнитной цепи, неисправности проводящей цепи и неисправности изоляции часто имеют перекрестные проявления, и многомерная проверка может эффективно повысить точность определения местоположения неисправности.
В-пятых, стандартизировать критерии определения неисправностей газовых реле. При срабатывании защиты от легкого газа и скоплении свободного газа в газовом реле необходимо немедленно провести хроматографический анализ пробы масла. Бесцветный, без запаха и негорючий газ-обычно представляет собой остаточный воздух, образующийся в результате неполной дегазации после впрыска масла или повреждения уплотнения масляного насоса; неприятный запах и горючий газ свидетельствуют о внутренних неисправностях оборудования, требующих немедленного отключения и комплексного устранения неисправностей.
В-шестых, обеспечить точность и надежность тестовых данных. Тестировщики должны строго соблюдать спецификации профилактических испытаний и рекомендации по хроматографическому анализу. Для оборудования с растущими показателями содержания газа сократите цикл обнаружения для слежения; для оборудования с низким общим содержанием углеводородов избегать ошибочных оценок по относительному дебиту газа; вновь вводимые в эксплуатацию трансформаторы должны сохранять исходные данные перед-работой, чтобы обеспечить точную поддержку для последующего анализа неисправностей.
Ⅳ. Заключение
Газовая хроматография для анализа растворенных газов является ключевым техническим подходом для раннего предупреждения скрытых неисправностей трансформатора и количественной диагностики. Оно компенсирует недостатки традиционных электрических испытаний и обеспечивает надежную поддержку при обслуживании трансформатора-с учетом его состояния и безопасной эксплуатации. При фактической эксплуатации и техническом обслуживании для устранения рисков ошибочных оценок необходимы стандартизированный отбор проб, анализ научных данных и многомерное совместное суждение. Соблюдение усовершенствованного управления эксплуатацией и техническим обслуживанием может эффективно продлить срок службы изолирующего распределительного трансформатора, однофазного трансформатора мощностью 50 кВА и различных трансформаторов передачи и распределения электроэнергии, а также обеспечить стабильную и безопасную работу всей системы распределения электроэнергии.