Transformatörün Kan Testi: Çözünmüş Gaz Analizinin Ortaya Çıkardığı Şeyler

Giriş – nedir ve ne içindir (yeni başlayanlar için)

Arabanızın, yağının arasından fısıldayarak sizi arızalanacağı konusunda uyarabildiğini hayal edin. Bir güç transformatörü tam olarak bunu yapar. Büyük transformatörlerin çoğu, onları hem soğutan hem de yalıtan mineral yağla yıkanır. İçeride bir şeyler ters gitmeye başladığında (bir sıcak nokta, bir kıvılcım veya kağıt yalıtımının ufalanması), yağ ve yalıtım sessizce küçük gaz kabarcıklarına "çatlar". Çözünmüş Gaz Analizi veya DGA, o yağın bir örneğini alan ve bu çözünmüş gazları ölçen rutin laboratuvar testidir. Aslında bu, transformatör için bir kan testidir: Gelişmekte olan bir arızayı herhangi bir şey gözle görülür şekilde başarısız olmadan aylar veya yıllar önce işaretleyebilen ucuz, erken uyarı sistemi.

Prensip ve yedi arıza gazı (mühendisler için)

DGA basit bir fiziksel gerçeğe dayanmaktadır: Farklı hata enerjileri, yağı ve selüloz kağıdını farklı gaz karışımlarına ayrıştırır. IEEE C57.104-2019 ve IEC 60599:2022, yorumu kodlar. Yedi gaz izlenir:

• Hidrojen (H₂) — kısmi deşarj ve düşük enerjili elektriksel aktivite; hemen hemen her hatada mevcuttur.

• Metan (CH₄) ve etan (C₂H₆) — düşük sıcaklıktaki termal hatalar (yaklaşık 300 °C'nin altında).

• Etilen (C₂H₄) — daha yüksek sıcaklıkta aşırı ısınma (yaklaşık 300–700 °C ve üstü).

• Asetilen (C₂H₂) — ark işareti; yalnızca 700 °C'nin üzerindeki ark sıcaklıklarında oluşur.

• Karbon monoksit (CO) ve karbondioksit (CO₂) — sahada değiştirilemeyen kısım olan kağıt (selüloz) yalıtımının ayrışması.

Hiçbir gaz tek başına bir hüküm değildir. Yorumlama oranlar ve eğilimler üzerinde çalışır. IEC 60599 oran yöntemi, arızaları altı kategoriye sınıflandırmak için C₂H₂/C₂H₄, CH₄/H₂ ve C₂H₄/C₂H₆ kullanır: PD (kısmi deşarj), D1/D2 (deşarj veya ark) ve T1/T2/T3 (termal katmanlar). Duval Üçgeni, CH₄, C₂H₄ ve C₂H₂'nin göreceli yüzdelerini yedi teşhis bölgesine ayırır.

Seçim ve mühendislik uyarıları: Tek bir hava kabarcığı hidrojen okumasını yanlış yaptığı için sıfır üst boşluklu özel bir valften numune alın; Ana tankla karıştırılması sonucu geçersiz kılacağından yük altında kademe değiştirici bölmesinden ayrı olarak numune alın; ve gaz üretim oranının (zaman içindeki ppm değişimi) herhangi bir mutlak değerin çok üzerinde ağırlıklandırılması. Her rakam yayınlanan tablo normunun altında kalsa bile etileni bir ayda iki katına çıkan genç bir ünite acildir.

Uygulama örneği

Yıllarca 30 ppm'lik sabit hidrojen temel çizgisine sahip 20 MVA'lık bir ağ transformatörünü düşünün. Yeni bir örnek 120 ppm hidrojen, 8 ppm asetilen ve karbon monoksit tırmanışını gösteriyor. IEC oranlarına ve Duval bölgelerine göre bu model, normal yaşlanmaya değil, olası kağıt katılımına sahip düşük enerjili bir boşalmaya (D1) işaret etmektedir. Mühendis, Buchholz gezisini beklemek yerine kısmi deşarj testini ve haftalık takip numunelerini planlıyor. Gazı kaynağında toplayan ve hafif gaz birikimi veya hızlı petrol dalgalanması durumunda alarm veren Buchholz rölesi hızlı yedektir; DGA, size ne tür bir arızanın oluştuğunu söyleyen ayrıntılı bir teşhistir.

Yaygın yanlış kanı/eğlenceli gerçek

Efsane: "Transformatör yağı sadece soğutma ve izolasyon amaçlıdır." Gerçekte yağ aynı zamanda bir teşhis aracıdır; çözünmüş gazları, röle harekete geçmeden çok önce dahili sorunun en erken ve en hassas sinyalidir.

Eğlenceli gerçek: Asetilen ark oluşumuna o kadar özeldir ki, iz değerinin üzerinde (kabaca >1 ppm) herhangi bir sürekli okuma önemli olarak kabul edilir; Tek bir iç kıvılcım, herhangi bir dış belirti ortaya çıkmadan haftalar önce yağda kimyasal imzasını bırakır.