تجزیه و تحلیل جامع از خرابی های ترانسفورماتور بزرگ با استفاده از کروماتوگرافی گازی
کروماتوگرافی گازی (GC) یک روش تحلیلی قدرتمند است که معمولاً برای تشخیص و تجزیه و تحلیل گازها و مواد فرار استفاده می شود. در زمینه تشخیص گسل بزرگ ترانسفورماتور ، GC نقش مهمی در تشخیص گازهای محلول در روغن ترانسفورماتور ایفا می کند ، که می تواند نشانگر گسلهای داخلی مختلف مانند گرمای بیش از حد ، قوس یا عایق باشد. این روش بینش ارزشمندی در مورد سلامت یک ترانسفورماتور ارائه می دهد و امکان تشخیص زودرس گسلها و جلوگیری از خرابی های فاجعه بار را فراهم می کند.
1. اصل کروماتوگرافی گازی در تشخیص گسل ترانسفورماتور
کروماتوگرافی گازی مبتنی بر جداسازی و کمیت گازهای موجود در روغن ترانسفورماتور است. هنگامی که یک ترانسفورماتور به طور عادی عمل می کند ، روغن به عنوان یک محیط عایق عمل می کند. با این حال ، در طی شرایط غیر طبیعی یا گسل های داخلی ، روغن تحت تغییرات شیمیایی قرار می گیرد و گازهای محلول را آزاد می کند که با استفاده از GC قابل تشخیص هستند.
گازهای اصلی مورد علاقه در تشخیص گسل ترانسفورماتور عبارتند از:
هیدروژن (H₂): غالباً نتیجه گرمای بیش از حد یا تخلیه جزئی است.
متان (ch₄): نشانگر قوس یا گرمای شدید است.
اتیلن (c₂h₄): به طور معمول با گسل های شدید مانند تخریب حرارتی عایق مرتبط است.
استیلن (c₂h₂): یک شاخص اصلی قوس الکتریکی ، به ویژه در موارد مدارهای کوتاه.
مونوکسید کربن (CO) و دی اکسید کربن (CO₂): همراه با تجزیه عایق سلولز در دماهای بالا.
اتان (c₂h₆): می تواند با انواع مختلفی از گسلها از جمله تخلیه جزئی یا گرمای بیش از حد مرتبط باشد.
کروماتوگرافی گازی این گازها را بر اساس خواص مولکولی آنها جدا کرده و غلظت آنها را تعیین می کند. الگوی غلظت گاز می تواند اطلاعات تشخیصی ارزشمندی را در مورد نوع و شدت گسل ارائه دهد.
2. کروماتوگرافی گازی در تشخیص گسل
تجزیه و تحلیل گازهای محلول در روغن ترانسفورماتور با استفاده از GC امکان شناسایی گسل های خاص را فراهم می کند ، از جمله:
گرمی بیش از حد: سطح بالای اتیلن (C₂H₄) و اتان (C₂H₆) نشان می دهد گرمای بیش از حد ترانسفورماتور به دلیل بار بیش از حد یا خنک کننده کافی نیست. افزایش سطح هیدروژن (H₂) همچنین ممکن است ترشح جزئی را نشان دهد.
قوس: حضور استیلن (C₂H₂) به شدت با قوس الکتریکی در داخل ترانسفورماتور ارتباط دارد. استیلن هنگامی تولید می شود که روغن تحت تجزیه الکتریکی قرار می گیرد و این می تواند باعث آسیب شدید به عایق و سیم پیچ های ترانسفورماتور شود.
ترشح جزئی: سطح پایین هیدروژن (H₂) و متان (CH₄) ، همراه با مقادیر کمی اتیلن (C₂H₄) ، اغلب نشان دهنده فعالیت تخلیه جزئی است. این نشانه ای از تجزیه عایق موضعی است که در صورت عدم درمان ، می تواند به یک شکست کامل افزایش یابد.
تخریب عایق: تشخیص مونوکسید کربن (CO) و دی اکسید کربن (CO₂) در مقادیر قابل توجهی به تجزیه عایق سلولز (کاغذ) در داخل ترانسفورماتور اشاره دارد. این فرآیند اغلب نتیجه افزایش بیش از حد دما یا استرس طولانی مدت بر عایق است.
خطای مدار کوتاه -: در موارد مدارهای کوتاه ، افزایش سطح هیدروژن (H₂) و متان (CH₄) معمولاً همراه با غلظت بالای استیلن (C₂H₂) در نتیجه قوس شدید مشاهده می شود.
3. تجزیه و تحلیل گاز و تفسیر
پس از جدا شدن گازها توسط سیستم GC ، غلظت آنها در برابر دستورالعمل های تشخیصی تعیین شده برای شناسایی نوع و شدت گسل مقایسه می شود. متداول ترین روشهای تشخیصی شامل موارد زیر است:
DGA (تجزیه و تحلیل گاز حل شده): DGA روش اصلی برای تجزیه و تحلیل روغن ترانسفورماتور است. نسبت های مختلف و غلظت گازها برای طبقه بندی نوع گسل استفاده می شود. چندین روش کلیدی برای تفسیر داده های DGA وجود دارد ، از جمله:
روش گاز کلیدی: برای تشخیص نوع گسل بر حضور گازهای کلیدی مانند استیلن (C₂H₂) و اتیلن (C₂H₄) تمرکز دارد.
نسبت راجر: غلظت هیدروژن (H₂) ، متان (CH₄) ، اتان (C₂H₆) و اتیلن (C₂H₄) را برای ارزیابی شدت گسل مقایسه می کند.
روش IEC 60599: یک روش استاندارد که تشخیص گسل را بر اساس غلظت گاز و نسبت ارائه می دهد.
تجزیه و تحلیل الگوی گاز: الگوی گازها می تواند اطلاعات دقیق تری در مورد گسل ارائه دهد. به عنوان مثال:
هیدروژن بالا با متان و اتیلنمی تواند ترشح جزئی را نشان دهد.
سطح بالای استیلن ، متان و اتیلنیک گسل قوس شدید را پیشنهاد کنید.
سطح بالای مونوکسید کربن و دی اکسید کربننشانگر تخریب عایق است.
4. رسیدگی و گزارش گسل های ترانسفورماتور
پس از تجزیه و تحلیل GC ، نتایج باید تفسیر و گزارش شود تا مراحل بعدی در نگهداری یا تعمیر تعیین شود. اقدامات کلیدی عبارتند از:
نظارت بر روند: با انجام منظم تجزیه و تحلیل کروماتوگرافی گازی ، می توان روند غلظت گاز را به مرور زمان نظارت کرد. افزایش ناگهانی غلظت هر گاز خاص ، به ویژه استیلن (C₂H₂) ، باید تحقیقات فوری را انجام دهد.
تشخیص گسل و طبقه بندی: از نتایج تجزیه و تحلیل GC می توان برای طبقه بندی نوع گسل (به عنوان مثال ، گرمای بیش از حد ، قوس ، تخریب عایق) و اولویت بندی اقدامات اصلاحی بر اساس شدت استفاده کرد.
نگهداری پیشگیری: تشخیص زودهنگام ساخت گاز و درک نوع گسل ، اقدامات مربوط به تعمیر و نگهداری از جمله جایگزینی عایق ، تصفیه روغن یا خاموش کردن ترانسفورماتور را فراهم می کند تا از آسیب بیشتر جلوگیری شود.
5. پایان
کروماتوگرافی گازی نقش مهمی در تجزیه و تحلیل جامع خرابی های ترانسفورماتور بزرگ دارد. با نظارت بر گازهای حل شده در روغن ترانسفورماتور ، GC به تشخیص انواع گسل های مختلف مانند گرمای بیش از حد ، قوس ، تخریب عایق و ترشحات جزئی کمک می کند. تجزیه و تحلیل منظم گاز برای تشخیص زودرس مسائل مربوط به ترانسفورماتور ضروری است و به اپراتورها اجازه می دهد تا قبل از بروز خسارت عمده اقدامات اصلاحی انجام دهند. تفسیر مناسب از داده های GC با استفاده از روشهای تشخیص گسل ایجاد شده می تواند به طور قابل توجهی طول عمر ترانسفورماتورها را گسترش داده و قابلیت اطمینان شبکه الکتریکی را بهبود بخشد.
