V - globinski analiza testa DGA: perspektivno oko za diagnozo napak transformatorja

 

1. Osnovno načelo testa DGA: logična veriga od "proizvodnje plina" do "diagnoze"

Izolacijski sistem transformatorja je sestavljen predvsem iz mineralnega olja (ali okolju prijaznih izolacijskih tekočin, kot je FR3) in trdnih izolacijskih materialov (npr. Izolacijski papir). Med normalnim delovanjem se izolirajoči materiali počasi starajo in proizvajajo količine plina v sledovih; Ko pa so napake, kot soločni izpust, delni izcedek in pregrevanjese pojavijo znotraj transformatorja, visoka energija v točki preloma pospešuje razpad izolacijske olja in trdno izolacijo, ki ustvarja značilne pline. Večina teh plinov se raztopi v izolacijskem olju, majhna količina pa v prostem stanju v nafti ali plinski komori opreme.

Jedrna logika testa DGA vključuje postopekZbiranje vzorcev olja → ločevanje plina → kromatografska analizaza kvantitativno zaznati vrste in koncentracije raztopljenih plinov v olju. Nato s kombiniranjem ustreznega razmerja med plini in vrstami napak sklepa, ali obstajajo napake znotraj transformatorja in narave napak. V bistvu povrne stanje napak skozi "plinski prstni odtis".

 

2. jedro analizirane pline v testu DGA in ustrezne napake

Različne vrste napak povzročajo bistveno različne vrste plina in deleže zaradi nihanj energijske intenzivnosti in delovne temperature. Glede na mednarodne standarde (npr. IEC 60599) in industrijske prakse se test DGA osredotoča na naslednjih 7 značilnih plinov, njihovi ustrezni odnosi z vrstami napak pa so prikazani v spodnji tabeli:

Ime plina	Kemični simbol	Glavne vrste napak	Ključni opis funkcije
Vodik	H₂	Delni izcedek, nizki - energijski lok	Glavni produkt razpokanja oljnih molekul, ki ga povzroča delni izcedek
Metan	Pog	Nizka - temperaturna toplotna napaka (<300℃)	Zgodnji produkt pregrevanja olja, z visokim deležem pri nizkih temperaturah
Etan	C₂H₆	Nizka - temperaturna toplotna napaka (<300℃)	Ustvarjen skupaj z metanom, skupaj označuje nizko - pregrevanje temperature
Etilen	C₂H₄	High-temperature thermal fault (>700 stopinj)	Značilen plin iz - globine razgradnje nafte pri visokih temperaturah
Acetilen	C₂H₂	Visok - Energy loc izpust	Ustvarjeno samo pod visokimi - energijskimi napakami, kot so loki; "Opozorilni plin za napako"
Ogljikov monoksid	Co	Toplotna razgradnja izolacijskega papirja	Glavni indikator staranja ali pregrevanja trdne izolacije (papir)
Ogljikov dioksid	Co₂	Staranje ali pregrevanje izolacijskega papirja	Ustvarjen skupaj s CO; Razmerje Co/Co₂ lahko določi stopnjo staranja izolacijskega papirja

Na primer, če koncentracijaAcetilen (c₂H₂)V DGA se rezultat znatno poveča, običajno označuje visok - energijski lok (npr. Navijanje kratkega vezja) znotraj transformatorja; Če deležetilen (c₂H₄)je izrazit, je lahko visoka - napako pregrevanja temperature, ki jo povzroči več - ozemljitev točk železnega jedra.

 

3.1 Metoda analize koncentracije koncentracije za en plin: Osnovna presoja praga

Ta metoda določa, ali obstaja nepravilnost s primerjavo izmerjene koncentracije plina zStandardna opozorilna vrednost(Določeno v standardih, kot sta IEC 60599 in GB/T 7252-2017). Na primer:

V izolacijskem olju novo naročenega transformatorja mora biti koncentracija acetilena (C₂H₂) blizu 0; Če je odkrit C₂H₂, je treba biti pozoren na morebitne nevarnosti za napake, ki ostanejo med tovarniško proizvodnjo.

Za A v - servisni transformator, če koncentracija ogljikovega monoksida (CO) nenehno presega 300 μl/L, je treba staranje izolacijskega papirja analizirati v kombinaciji s CO₂.

 

3.2 Metoda analize razmerja plina: Oddelek za vrsto napake

Različne napake ustvarjajo različne kombinacije plina. Z izračunom razmerja značilnih plinov (npr. C₂H₂/C₂H₄, CH₄/H₂, C₂H₄/C₂H₆) lahko vrste napak še razdelimo. Ustrezna razmerja med skupnimi razmerji in napakami so naslednji (glej IEC 60599):

Vrsta napake	C₂H₂/C₂H₄ (acetilen/etilen)	Pogl₄/H₂ (metan/vodik)	C₂H₄/C₂H₆ (etilen/etan)
Normalno delovanje	<0.1	0.1-1.0	<1
Delni izcedek	<0.1	>1	<1
Nizka - temperaturna toplotna napaka (<300℃)	<0.1	0.1-1.0	<1
High-Temperature Thermal Fault (>700 stopinj)	0.1-1.0	0.1-1.0	>3
Visok - Energy loc izpust	>1	<0.1	>3

Na primer, če razmerja izpolnjujejo pogoje "C₂H₂/C₂H₄> 1 in C₂H₄/C₂H₆> 3", ga lahko potrdimo kot visoko - napako energijskega loka; Zaznavanje acetilena v transformatorju MVA v dokumentu 2 v kombinaciji z odsotnostjo vidnih ločnih znakov, kaže na to, da je lahko skriti lok (npr. Razvoj delnega izpusta znotraj vijuganja).

 

3.3 Metoda Duval Triangle: Intuitivna grafična diagnoza

Predlagana s hidro - Quebec Research Institution v Kanadimetan (pogl₄), etilen (c₂H₄) in acetilen (c₂H₂)kot tri točke trikotnika. Po izračunu deleža vsakega plina poišče položaj v diagramu trikotnika in presodi vrsto napake glede na padajoče območje. Ta metoda je zelo intuitivna in lahko učinkovito loči med "termičnimi napakami" in "prelomi praznjenja" ter celo razdeli temperature pregrevanja (nizka - temperatura t1, medij - temperatura T2, visoka - temperatura T3).

Osrednja območja Delitve Duval Trikotnika je naslednji:

Območje D1: delni izcedek; Območje D2: visok - energijski lok;

Območje T1: nizko - pregrevanje temperature (<300℃); Area T2: Medium-temperature overheating (300-700℃); Area T3: High-temperature overheating (>700 stopinj);

Območje DT: Kombinirana napaka loka + toplotne napake.

 

3.4 ROGERS METOM: Klasifikacija napak v inženiringu

Ta metoda, ki jo skupaj predlagata britanski CEGB in IEEE, vzpostavlja matrico razvrščanja napak, ki temelji na treh nizih plina (ch₄/h₂, c₂h₄/c₂h₆, c₂h₂/c₂h₄) in je primerna za hitro diagnozo majhnih in srednjega - velikosti napajalnikov. V primerjavi z metodo razmerja IEC lahko metoda Rogers natančneje loči med "nizkimi- energetskimi loki" in "visokimi- pregrevanje temperature", dokument 1 pa omenja, da se pogosto uporablja v severnoameriškem elektroenergetskem sistemu.

 

3.5 IEC 60599 Diagnostična metoda: celovit standardni postopek

Kot mednarodno sprejet standard se IEC 60599 ne zanaša na eno samo metodo, ampak sprejme tri - korak "Prag koncentracije → Analiza razmerja → Preverjanje trenda":

Najprej preverite, ali koncentracija enega samega plina presega standard (npr. Acetilen> 5 μl/L zahteva budnost);

Nato presodite tipko napake skozi analizo razmerja plina;

Na koncu preverite, ali se napaka razvija s kombiniranjem podatkov o trendu 3-6 mesecev (npr. Mesečna stopnja rasti koncentracije plina> 10%).

Ta metoda uravnoteži natančnost in praktičnost in je glavna diagnostična podlaga v globalni industriji energije.

 

4.1 Diagnoza in lokalizacija vrste napak

To je temeljna uporaba DGA. Kadar se v transformatorju pojavi nepravilnost (npr. Povišana temperatura olja, povečana hrup) ali plin presega standard med rutinskim testiranjem, lahko analiza DGA hitro ugotovi naravo napake (npr. "ARC" ali "pregrevanje") in zagotovi navodila za vzdrževanje mesta na -. Na primer, rezultat DGA transformatorja MVA v dokumentu 2 (acetilen + visok - koncentracijski plin) neposredno podpira odločitev "ne priporoča RE - zagon", da se prepreči razširitev napake.

 

4.2 Opozorilo zgodnje napake (analiza trendov)

S spremljanjem podatkov DGA dolgo časa in analizo trenda sprememb koncentracije plina je mogoče zaznati potencialne nevarnosti v "embrionalni fazi" napake:

Počasi povečanjepri koncentraciji plina (npr. Mesečno povečanje za 5% v CO): običajno zaradi staranja izolacije, ki zahteva večje spremljanje;

Hitro povečanjeV koncentraciji plina (npr. 10 μl/L novega acetilena, odkritega v enem dnevu): kaže na nenadno napako, ki zahteva izklop v sili;

Nenaden videznovega plina (npr. Ni bil odkrit C₂H₂, vendar v določenem preskusu, vendar odkrit): lahko kaže na pojav nove napake (npr. izolacijska razpada navitja).

 

4.3 Rutinsko testiranje in tovarniško preverjanje (ključne zahteve v dokumentu 3)

Glede na IEC 60076-1 in zahteve v dokumentu 3 je treba DGA test opraviti, preden transformator zapusti tovarno, po novem vbrizgavanju nafte ali po prenovi:

Pred testom: preverite, ali je novo olje usposobljeno (npr. Acetilen, nizka vlaga);

Po preskusu: primerjajte kromatografske podatke pred in po preskusu, da potrdite, da med testom ni notranje skritih nevarnosti (npr. Delni izpust, ki ga povzroča test napetosti);

Primer: Dokument 3 jasno zahteva "brez nepravilnosti v oljni kromatografski analizi po izolacijskem testu", da se zagotovi, da sta status transformatorja, ki je bila uporabljena, dostavljena.

 

4.4 Podpora za odločitev o vzdrževanju

Na podlagi rezultata DGA je mogoče oblikovati diferencirano strategijo vzdrževanja:

Običajni podatki o DGA: izvajajte rutinsko vzdrževanje po načrtih;

Rahla nenormalnost (npr. Sled ch₄): skrajšajte cikel spremljanja (npr. Od enkrat na 3 mesece do enkrat na mesec);

Huda nenormalnost (npr. Prekomerna C₂H₂): za vzdrževanje nemudoma izklopite, da se izognete poškodbam opreme ali nesreč z električnim omrežjem.

 

5. Domači in mednarodni standardni sistemi za test DGA

Standardizacija testa DGA se opira na vodenje avtoritativnih standardov. Različne države/regije so oblikovale prilagodljive standarde, ki temeljijo na značilnostih njihovih električnih omrežij. Osnovni standardni sistemi so prikazani v spodnji tabeli:

Standardno ime/metoda	Oblikovanje organizacije/vira	Jedrna vsebina	Scenarij prijave
IEC 60599	Mednarodna elektrotehnična komisija (IEC)	Določi omejitve koncentracije plina in metode razmerja, s poudarkom na analizi trendov	Globalno uporabno, primerno za različne olje - potopljene transformatorje
IEEE C57.104-2019	Inštitut za elektrotehnike in elektronike (IEEE)	Nastavi vrednosti opozorila na plin in poudarja Rogersovo razmerje med metodo	Severnoameriški in mednarodni trg, ki se osredotočajo na spremljanje trendov
Metoda Duval Triangle	Hydro - Quebec, Kanada	Grafična diagnoza, ki temelji na ch₄/c₂h₄/c₂h₂	Natančna razvrstitev zapletenih napak (npr. Kombinirane napake)
GB/T 7252-2017	Kitajska uprava za standardizacijo	Integrira metode IEC in IEEE, ki se prilagaja kitajskemu električnemu omrežju	Transformatorji na Kitajskem, poudarjajo analizo CO/CO₂ za izolacijski papir
JEC-0101-2001	Inštitut za elektrotehnike na Japonskem (IEEJ)	Stroge vrednosti alarma za plin, ki se prilagajajo v okolje vlažnosti z visoko -	Power omrežje na Japonskem, s poudarkom na staranju presoje izolacijskega papirja

Pogosta zahteva teh standardov jeNe zanašajte se na eno samo metodo, ampak za izčrpno presojo s kombiniranjem več metod analize in na delovne pogoje spletnega mesta - (npr. Vlažnost okolice, obremenitev opreme).

 

6.1 Non - vsiljivo odkrivanje, izpad električne energije ni potreben

Vzorčenje DGA zahteva samo črpanje 50 - 100 ml vzorca olja iz ventila za vzorčenje olja transformatorja, ne da bi razstavili opremo ali odrezali moč (razen za posebne primere). Med običajnim delovanjem opreme se lahko dokonča, kar močno zmanjša izgube izpada električne energije-to je še posebej pomembno za industrijske uporabnike in podjetja za električno omrežje.

 

6.2 Zgodnje opozorilo o napakah in preprečevanje nevarnosti vnaprej

Običajno traja nekaj tednov do mesecev, da se napaka razvije od "potencialnega" do "izbruha". DGA lahko zazna značilne pline, kadar je energija preloma nizka (npr. H₂, ki jo ustvari delni izpust), kar zagotavlja zgodnje opozorilno obdobje večkrat dlje kot tradicionalno "spremljanje temperature olja" in "opazovanje barv olja", kar omogoča čas za vzdrževanje.

 

6.3 Pokrivanje več vrst napak, celovita diagnoza

Ne glede na to, ali gre za električno napako (lok, delni izcedek), toplotna napaka (nizka temperatura -, visoka - pregrevanje temperature) ali celo trdno izolacijsko staranje, DGA lahko doseže pokritost z značilnimi plinskimi kombinacijami; medtem ko lahko drugi testi (npr. Test izolacije) odražajo le celotno stanje izolacije in ne morejo najti posebnih vrst napak.

 

V prihodnosti se bo test DGA z razvojem interneta stvari in tehnologije umetne inteligence premaknil proti smeri "Na spletu Real - Nadzor časa + AI Inteligentna diagnoza": Resnični - Podatki o časovnem plinu se bodo prenašali prek spletnih naprav za zbiranje olja, modeli strojnega učenja pa bodo uporabljeni za samodejno prepoznavanje vrst napak in razvojnih trendov, nadaljnje izboljšanje diagnostične učinkovitosti in natančnosti. Vendar pa ne glede na to, kako se tehnologija razvija," Meplicam, ki se pojavljajo v primerjavi z značilnostmi, ki se pojavljajo, in je v bistvu DGA in magistriranja, ki se pojavljajo v primerjavi s tradicionalnimi metodami DGA in magisteriranja ", ki se pojavljajo tradicionalne metode DGA in MUTION -THE TRINGA in TRIPATIČNI TRIJALNI METODI" Bistvena spretnost za osebje za delovanje in vzdrževanje.

Za električno industrijo so pomembni za test DGA po mednarodnih/nacionalnih standardih (npr. IEC 60599, GB/T 7252 - 2017) in vzpostavitev dolgoročne baze podatkov za zagotovitev varnega delovanja transformatorjev in zmanjšanju tveganja za nesreče.