1 000+ Transformatorów Elektrycznych (7,2–34,5 kV, 25–3000 kVA) — Zbadane zgodnie z UL, Certyfikat Zgodności dostępny — Na stanie i gotowe do wysyłki z Houston, CA i Florydy. Skontaktuj się z nami już dziś!  

Klasyfikacja Generacji Gazów Podczas Działania Transformatora

Generacja gazu w transformatorach może pochodzić z różnych źródeł i typów wad, z których każda wskazuje na specyficzne problemy operacyjne lub izolacyjne. Zrozumienie tych klasyfikacji jest kluczowe dla skutecznej konserwacji i diagnozowania wad w systemach transformatorowych.

Naturalne starzenie się generacji gazu

Naturalne starzenie się odnosi się do powolnych zmian chemicznych zachodzących w izolacji papierowo-olejowej transformatora z powodu ciepła i naprężeń elektrycznych. Proces ten wytwarza niewielkie ilości charakterystycznych gazów, takich jak CO i CO2, które zazwyczaj nie wskazują na wady, lecz raczej normalne starzenie się.

Generacja gazu z zewnętrznych źródeł

1) Wyciek z przełącznika odczepów pod obciążeniem (OLTC):

  • Przyczyna: Łuk elektryczny podczas pracy OLTC powoduje rozkład oleju w zbiorniku.
  • Typ gazu: Charakterystyczne gazy wykryte w oleju głównego zbiornika z wycieku zbiornika OLTC.

2) Wada w osi:

  • Przyczyny: Słaby kontakt, wilgoć izolacji lub przegrzane złącza.
  • Typ gazu: Duże ilości charakterystycznych gazów z powodu uszkodzenia izolacji osi.

3) Wada pompy zanurzeniowej:

  • Przyczyna: Uszkodzenie izolacji silnika lub tarcie mechaniczne.
  • Typ gazu: Przegrzane gazy i gazy wyładowcze w głównym zbiorniku olejowym.

4) Spawanie naprawcze oleju:

  • Przyczyna: Niewłaściwe spawanie podczas napraw zbiornika oleju prowadzące do rozkładu oleju.
  • Typ gazu: Charakterystyczne gazy w oleju określane jako gaz spawalniczy w naprawach oleju.

5) Gazy resztkowe z awarii:

  • Przyczyna: Niekompletne usunięcie gazów z awarii po konserwacji.
  • Rodzaj gazu: Stała obecność charakterystycznych gazów po awarii.

6) Gazy zmieszane w oleju:

  • Przyczyna: Nieprawidłowe wtryskiwanie oleju skutkujące obecnością charakterystycznych gazów, takich jak acetylen.
  • Rodzaj gazu: Gazy wskazujące na awarię z powodu niewłaściwego obchodzenia się z olejem.

Generacja gazu związana z wadami przebicia częściowego

Częściowe wyładowanie w transformatorach obejmuje typy takie jak wyładowanie przewodnika zawieszonego, wyładowanie końcówki, wyładowanie międzywarstwowe oraz wyładowanie prądu napędowego. Te wyładowania generują charakterystyczne gazy specyficzne dla każdego typu.

Gazy z wyładowania przewodnika zawieszonego: Występują w sytuacjach takich jak luźne połączenia lub obce przedmioty na uzwojeniach, co prowadzi do lokalnego przebicia izolacji i wytwarzania charakterystycznych gazów.

Gazy z wyładowania końcówki: Wyładowanie końcówki dotyczy potencjalnych elektrod końcowych, generując charakterystyczne gazy, głównie acetylen, z powodu lokalnych wyładowań w obrębie transformatora.

Gazy z wyładowania międzywarstwowego: Wysoka siła pola elektrycznego w warstwach między uzwojeniami może powodować gromadzenie się wilgoci i eventualne wyładowania, prowadząc do wytwarzania charakterystycznych gazów przed całkowitym przebiciem.

Gazy z wyładowania prądu napędowego: Wyładowanie spowodowane prądem przewodnika w medium tworzy łuki (np. łuk w przełączniku odczepów), wywołując działania ochronne i określane jako wyładowanie prądu napędowego z produkcją charakterystycznych gazów.

Gaz związany z przetężeniem

Przegrzanie w transformatorach z powodu prądu roboczego, prądu wirowego lub usterek obiegowych generuje charakterystyczne gazy, kategoryzowane według konkretnych typów awarii:

Gazy z awarii przegrzania obwodu prądu roboczego: Zwiększona oporność kontaktu w złączach elektrycznych lub kontaktach przełącznika odczepów prowadzi do przegrzania i produkcji charakterystycznych gazów.

Gazy z awarii przegrzania obwodu prądu obiegowego: Usterki takie jak uziemienie wielopunktowe rdzenia lub punkty zwarcia w laminatach rdzenia powodują prądy obiegowe i przegrzewanie, generując charakterystyczne gazy.

Gazy z awarii przegrzania obwodu prądu wirowego: Rzadko, ale możliwe, ten typ usterki obejmuje wewnętrzne lub zewnętrzne usterki tanku olejowego spowodowane prądami wirowymi, wykrywalne za pomocą termometrów podczerwonych lub anomalii temperatury.

Wypadki związane z produkcją gazu

  • Wewnętrzna awaria zwarcia uzwojenia, w tym uszkodzenia izolacji między zwojami, sekcjami lub warstwami.
  • Awaria wyładowania uzwojenia do uziemienia lub innych uzwojeń, w tym wyładowania dendrytycznego wzdłuż ekranu oraz wyładowanie niskonapięciowego uzwojenia do rdzenia żelaznego.
  • Awaria przewodów, w tym zwarcia międzyfazowe przewodów na stronie niskonapięciowej, przeskok na powierzchni dolnej porcelanowej osłony z strony wysokiego napięcia itp.
  • Łuk w przełączniku odczepów, w tym eksplozja komory olejowej z powodu awarii przełącznika, który nie zgasił łuku, łuk w ruchomych i statycznych kontaktach z powodu słabego kontaktu, zwarcie międzyfazowe w trójfazowym przełączniku odczepów itp.
  • Awaria eksplozji obudowy, w tym zapłon obudowy.

Po wystąpieniu tych wypadków w zbiorniku na olej nagle wytworzy się duża ilość charakterystycznego gazu, określanego zbiorczo jako gaz wypadkowy.

Metody analizy DGA (Analiza Gazów Rozpuszczonych) i analizy gazu wykrywania usterek, takie jak metoda trzech proporcji IEC lub analiza jakościowa, pomagają zidentyfikować rodzaje usterek na podstawie składników gazu i ich stężeń, wspierając diagnostykę i konserwację urządzeń elektrycznych.

Tabela odniesienia do oceny wartości granicznych zawartości wodoru i gazów węglowodorowych jest następująca:

SkładZawartość: μL/L (ppm)
NormaOstrzeżenieUsterka
H2<100100~200>200
CH4<4545~80>80
C2H6<3535~50>50
C2H4<5555~100>100
C2H2<55~10>10
C1+C2<100100~200>200

Metoda charakterystyki gazu do oceny natury usterki

Nr.UsterkaCharakterystyki gazu
1Ogólna usterka przegrzaniaCałkowite węglowodory są wysokie, C2H2<5ppm
2Ciężka usterka przegrzaniaCałkowite węglowodory są wysokie, C2H2>5ppm, ale C2H2 nie stanowi głównego składnika całkowitych węglowodorów, a zawartość H2 jest wysoka
3Częściowe wyładowanieCałkowite węglowodory nie są wysokie, CH4 jest głównym składnikiem całkowitych węglowodorów, H2>100ppm
4Wyładowanie iskroweCałkowite węglowodory nie są wysokie, C2H2>10ppm, H2 jest stosunkowo wysoki
5Wyładowanie łukoweCałkowite węglowodory są wysokie, C2H2 jest wysoki i stanowi główny składnik całkowitych węglowodorów, a zawartość H2 jest wysoka
6Przegrzanie gołego metaluCałkowite węglowodory są wysokie, CO i C2H2 są w granicach normy
7Przegrzanie metalu z izolacją stałąCałkowite węglowodory, otwarty transformator, CO>300μL/L, acetylen jest normalny
8Przegrzanie izolacji stałejCałkowite węglowodory są około 100μL/L, otwarte, CO>300μL/L
9Przegrzewanie metalu i wyładowanieCałkowita zawartość węglowodorów jest wysoka, C2H2>5, zawartość H2 jest stosunkowo wysoka

Charakterystyka gazu zmienia się w zależności od typu usterki, energii usterki i użytych materiałów izolacyjnych, to znaczy, że nienasycenie gazu węglowodorowego wytworzonego w punkcie usterki jest ściśle związane z gęstością energii źródła usterki.

Relacja między głównymi składnikami gazu a warunkami anomalnymi przedstawiona jest w poniższej tabeli:

Typ usterki transformatoraSkład gazu wytworzonego
Przegrzewanie oleju transformatorowegoH2, CH4, C2H4, C2H6
Przegrzewanie oleju i papieru izolacyjnegoCO, CO2, H2, CH4, C2H4, C2H6
Łuk w olejuH2, CH4, C2H4, C2H2, C2H6
Częściowe wyładowanie w olejuH2, CH4, C2H4, C2H6
Łuk w papierze izolacyjnym w olejuCO, CO2, H2, CH4, C2H4, C2H6, C2H2
Wyładowanie iskrowe w olejuH2, C2H2
Wnikanie wody lub wilgoci do transformatoraH2

Wnioski

Klasyfikacja generacji gazu w transformatorach zapewnia usystematyzowane podejście do diagnozowania usterek na podstawie analizy gazu. Zrozumienie rodzajów gazów i ich pochodzenia pomaga w wskazywaniu konkretnych problemów transformatorowych, kierowaniu działaniami konserwacyjnymi oraz zapewnieniu niezawodności operacyjnej. Dzięki wykorzystaniu narzędzi diagnostycznych, takich jak analiza gazów rozpuszczonych (DGA) oraz zrozumieniu natury emisji gazów, przedsiębiorstwa użyteczności publicznej mogą skutecznie zarządzać zdrowiem transformatorów i łagodzić potencjalne awarie, poprawiając ogólną wydajność systemu i jego długowieczność.

Powiązane produkty

Powiązany artykuł

Zamów teraz

Nie wahaj się skontaktować, jeśli potrzebujesz więcej szczegółów.

Formularz w prawym panelu

Uzyskaj Wycena

Skontaktuj się z nami