В - Анализ глубины теста DGA: Перспективный глаз для диагностики неисправностей трансформатора

 

1. Основной принцип теста DGA: логическая цепь от «генерации газа» до «диагностики»

Система изоляции трансформатора в основном состоит из минерального масла (или экологически чистых изоляционных жидкостей, таких как FR3) и твердых изоляционных материалов (например, изоляционная бумага). Во время нормальной работы изоляционные материалы возрастают медленно и производят следы газа; Однако, когда недостатки, такие какразряд дуги, частичный разряд и перегреввстречается внутри трансформатора, высокая энергия в точке разлома ускоряет разложение изоляционного масла и твердой изоляции, генерируя характерные газы. Большинство из этих газов растворяются в изоляционном нефти, в то время как в свободном состоянии в нефти или газовой камере существует небольшая сумма.

Основная логика теста DGA включает в себя процессСбор образцов нефти → разделение газа → Хроматографический анализколичественно обнаружить типы и концентрации растворенных газов в нефти. Затем, объединив соответствующую связь между газами и типами разломов, он делает, есть ли разломы внутри трансформатора и природы разломов. По сути, он восстанавливает состояние разлома через «отпечаток газа».

 

2. Core проанализировал газы в тесте DGA и их соответствующие недостатки

Различные типы неисправностей производят значительно разные типы газа и пропорции из -за изменений в энергосистемой и рабочей температуре. Согласно международным стандартам (например, IEC 60599) и отраслевой практике, тест DGA фокусируется на следующих 7 характерных газах, а их соответствующие отношения с типами разломов показаны в таблице ниже:

Название газа	Химический символ	Основные типы неисправностей	Описание ключевой функции
Водород	H₂	Частичный разряд, низкий - энергия дуги	Основной продукт растрескивания молекул масла, вызванное частичным разрядом
Метан	Ch₄.	Low - Температура тепловая ошибка (<300℃)	Раннее произведение разложения нефти с высокой долю при низких температурах
Этан	C₂H₆	Low - Температура тепловая ошибка (<300℃)	Сгенерировано вместе с метаном, совместно указав низкий - перегрев температуры
Этилен	C₂H₄	High-temperature thermal fault (>700 градусов)	Характерный газ из in - глубина разложения нефти при высоких температурах
Ацетилен	C₂H₂	High - энергия разрядки дуги	Сгенерировано только при High - неисправности энергии, такие как Arcs; «газ предупреждения о ошибках»
Угарный угарный газ	Сопутствующий	Тепловое разложение изоляционной бумаги	Основной индикатор старения или перегрева твердой изоляции (бумага)
Углекислый газ	Коэффициент	Старение или перегрев изоляционной бумаги	Генерируется вместе с CO; Коэффициент CO/CO₂ может определить степень старения изоляционной бумаги

Например, если концентрацияацетилен (с₂H₂)В результате DGA значительно увеличивается, это обычно указывает на высокую - энергию (например, обмотка короткого замыкания) внутри трансформатора; Если доляэтилен (с₂H₄)является выдающимся, это может быть высокая -, перегревая температуру, вызванную Multi - точечным заземлением железного ядра.

 

3.1 Метод анализа концентрации единого газа: базовое пороговое суждение

Этот метод определяет, существует ли аномалия, сравнивая измеренную концентрацию газа сСтандартное значение предупреждения(указано в таких стандартах, как IEC 60599 и GB/T 7252-2017). Например:

В изоляционном масле недавно заказанного трансформатора концентрация ацетилена (C₂H₂) должна быть близка к 0; Если C₂H₂ обнаруживается, необходимо быть предупреждающим о потенциальных опасностях неисправности, оставшихся во время завода.

Для in - сервисного трансформатора, если концентрация угарного обеспечения (CO) непрерывно превышает 300 мкл/л, состояние старения изолирующей бумаги следует проанализировать в сочетании с Co₂.

 

3.2 Метод анализа газовых соотношений: подразделение типа неисправности

Различные разломы генерируют разные газовые комбинации. Рассчитая соотношения характерных газов (например, C₂H₂/C₂H₄, CH₄/H₂, C₂H₄/C₂H₆), типы неисправностей могут быть дополнительно подразделены. Соответствующие отношения между общими соотношениями и разломами следующие (см. IEC 60599):

Тип неисправности	C₂H₂/C₂H₄ (ацетилен/этилен)	Гнездо₄/H₂ (Метан/водород)	C₂H₄/C₂H₆ (этилен/этан)
Нормальная операция	<0.1	0.1-1.0	<1
Частичный разряд	<0.1	>1	<1
Low - Тепловая ошибка температуры (<300℃)	<0.1	0.1-1.0	<1
High-Temperature Thermal Fault (>700 градусов)	0.1-1.0	0.1-1.0	>3
High - энергия разрядки дуги	>1	<0.1	>3

Например, если соотношения соответствуют условиям «c₂h₂/c₂h₄> 1 и c₂h₄/c₂h₆> 3», его можно подтвердить как высокий - энергия. Обнаружение ацетилена в трансформаторе MVA в документе 2 в сочетании с отсутствием визуальных дуг -знаков предполагает, что это может быть скрытая дуга (например, развитие частичного разряда внутри обмотки).

 

3.3 Дюваль -треугольник Метод: Интуитивно понятная графическая диагностика

Предлагаемый Hydro - Квебекский исследовательский институт в Канаде, этот метод использует проценты объемаМетан (гл₄), этилен (с₂H₄) и ацетилен (C₂H₂)как три вершины треугольника. После расчета доли каждого газа он обнаруживает положение на диаграмме треугольника и судит тип разлома в соответствии с площадью падения. Этот метод очень интуитивен и может эффективно различать «термические разломы» и «разломы разряда» и даже подразделять уровни температуры перегрева (низкий - температура T1, среда - Температура T2, высокая - Температура T3).

Основное подразделение Дюваль -треугольника заключается в следующем:

Площадь D1: частичный разряд; Область D2: High - Energy Arc;

Область T1: low - перегрев температуры (<300℃); Area T2: Medium-temperature overheating (300-700℃); Area T3: High-temperature overheating (>700 градусов);

Площадь DT: комбинированная ошибка дуги + тепловая разлома.

 

3.4 Метод соотношения Роджерса: Классификация технических сбоев

Предлагаемый совместно британскими CEGB и IEEE, этот метод устанавливает матрицу классификации неисправностей, основанную на трех наборах газовых соотношений (CH₄/H₂, C₂H₄/C₂H₆, C₂H₂/C₂H₄), и подходит для быстрого диагноза малых и средних- силовых трансформаторов. По сравнению с методом отношения МЭК метод Роджерса может более точно различать «низкие - энергии» и «высокий - перегрев температуры», и в документе 1 он широко используется в системе энергетики Северной Америки.

 

3.5 IEC 60599 Диагностический метод: комплексный стандартный процесс

В качестве международно принятого стандарта IEC 60599 не полагается ни на один метод, но принимает три шага - шаг "Порог концентрации → Анализ соотношения → проверка тренда":

Во -первых, проверьте, превышает ли концентрация одного газа стандарт (например, ацетилен> 5 мкл/л требует бдительности);

Затем судите тип неисправности через анализ коэффициента газа;

Наконец, убедитесь, развивается ли неисправность путем объединения данных о тенденциях 3-6 месяцев (например, ежемесячные темпы роста концентрации газа> 10%).

Этот метод уравновешивает точность и практичность и является основной диагностической основой в глобальной энергетической отрасли.

 

4.1 Диагностика и локализация типа неисправности

Это основное применение DGA. Когда в трансформаторе возникает аномалия (например, повышение температуры нефти, повышение шума) или газ превышает стандарт во время обычных испытаний, анализ DGA может быстро идентифицировать природу неисправности (например, «ARC» или «перегрев») и обеспечить указания на - обслуживание сайта. Например, результат DGA трансформатора MVA в документе 2 (ацетилен + High - концентрационный газ) непосредственно поддерживает решение «не рекомендует re - ввод», чтобы предотвратить расширение ошибки.

 

4.2

Следив за данные DGA в течение долгого времени и анализируя тенденцию к концентрации газа, потенциальные опасности могут быть обнаружены на «эмбриональной стадии» разлома:

Медленное увеличениеВ концентрации газа (например, ежемесячное увеличение на 5% в CO): обычно из -за старения изоляции, что требует повышенного мониторинга;

Быстрое увеличениеВ концентрации газа (например, 10 мкл/л нового ацетилена, обнаруженного за один день): указывает на внезапную ошибку, требующую экстренного отключения;

Внезапный внешний виднового газа (например, не обнаружено ранее, но обнаружено в определенном тесте): может указывать на возникновение новой разлома (например, распад изоляции обмотки).

 

4.3 Рутинное тестирование и проверка фабрики (ключевые требования в документе 3)

Согласно IEC 60076-1 и требованиям в документе 3, тест DGA должен проводиться до того, как трансформатор покинет завод, после новой инъекции нефти или после капитального ремонта:

Перед тестированием: убедитесь, квалифицировано ли новое масло (например, без ацетилена, низкая влажность);

После теста: сравните хроматографические данные до и после теста, чтобы подтвердить, что во время теста нет внутренних скрытых опасностей (например, частичный разряд, вызванный испытанием на напряжение);

Пример. Документ 3 явно требует «отсутствия аномалии в нефтяном хроматографическом анализе после изоляции», чтобы гарантировать, что трансформатор нефть и статус оборудования, доставленные пользователю.

 

4.4 Поддержка принятия решений о техническом обслуживании

Основываясь на результате DGA, может быть сформулирована дифференцированная стратегия обслуживания:

Нормальные данные DGA: провести обычное обслуживание, как и планировалось;

Небольшая аномалия (например, трассировка ch₄): сократить цикл мониторинга (например, от раз в 3 месяца до одного раза в месяц);

Тяжелая аномалия (например, чрезмерная C₂H₂): отключите для технического обслуживания немедленно, чтобы избежать повреждения оборудования или несчастных случаев с энергосистемой.

 

5. Внутренние и международные стандартные системы для теста DGA

Стандартизация теста DGA зависит от руководства авторитетных стандартов. Различные страны/регионы сформулировали адаптивные стандарты, основанные на характеристиках их энергетических сетей. Основные стандартные системы показаны в таблице ниже:

Стандартное имя/метод	Сформулирование организации/источника	Основной контент	Сценарий приложения
IEC 60599	Международная электротехническая комиссия (МЭК)	Определяет пределы концентрации газа и методы соотношения, подчеркивая анализ тенденций	Глобально применимый, подходит для различных нефти - погруженных трансформаторов
IEEE C57.104-2019	Институт инженеров по электрике и электронике (IEEE)	Устанавливает значения предупреждения о газе, выделяя метод отношения Роджерса	Североамериканские и международные рынки, сосредоточившись на мониторинге тенденций
Дюваль -треугольник Метод	Hydro - Квебек, Канада	Графическая диагностика на основе CH₄/C₂H₄/C₂H₂	Точная классификация сложных разломов (например, комбинированные разломы)
ГБ/т 7252-2017	Управление стандартизацией Китая	Интегрирует методы МЭК и IEEE, адаптируясь к силовой сети Китая	Трансформеры в Китае, подчеркивая анализ CO/CO₂ для изоляционной бумаги
JEC-0101-2001	Институт инженеров -электриков Японии (IEEJ)	Строгие значения тревоги газа, адаптируясь к высоким средам влажности-	Силовая сетка в Японии, сосредоточенная на старевшем суждении изоляционной бумаги

Распространенным требованием этих стандартов являетсяНе полагайтесь на один метод, а для вынесения комплексного суждения, объединив несколько методов анализа и на - Условия труда (например, влажность окружающей среды, нагрузка оборудования).

 

6.1 non - Навязчивое обнаружение, не требуется отключение электроэнергии

Отборка DGA требует только извлечения 50 - 100 мл образца масла из клапана отбора проб трансформатора, без разборки оборудования или отключения питания (за исключением особых случаев). Он может быть завершен во время обычной работы оборудования, что значительно сократило потери от отключения электроэнергии-это особенно важно для промышленных пользователей и компаний по производству энергосистемы.

 

6.2

Обычно требуется от нескольких недель до месяцев, чтобы развернуться от «потенциала» до «вспышки». DGA может обнаруживать характерные газы, когда энергия разлома низкая (например, H₂, генерируемое частичным разрядом), что обеспечивает период раннего предупреждения в несколько раз длиннее традиционного «мониторинга температуры масла» и «наблюдения за цветом масла», что позволяет время для обслуживания.

 

6.3 Охватывание нескольких типов неисправностей, комплексный диагноз

Будь то электрическая ошибка (дуга, частичный разряд), термическая ошибка (низкая - температура, высокий - перегрев температуры) или даже старение твердой изоляции, DGA может достичь охвата с помощью характерных газовых комбинаций; В то время как другие тесты (например, тест на сопротивление изоляции) могут отражать только общее состояние изоляции и не могут найти конкретные типы неисправностей.

 

В будущем, с разработкой Интернета вещей и технологий искусственного интеллекта, тест DGA будет двигаться в направлении »онлайн real - мониторинг времени + интеллектуальный диагноз AI": Real - Данные о газе времени будут передаваться через онлайн -устройства сбора образцов нефти, а модели машинного обучения будут использоваться для автоматической идентификации типов разломов и тенденций развития, дальнейшего повышения диагностической эффективности и точности. Однако, независимо от того, как развивается технология,« логика корреляции разломов на основе характерного газа »остается ядро ​​DGA, и Maving Tradition Methodmy Methodige, EGIO, по -прежнему). Навык для питания и персонала по обслуживанию.

Для энергетической индустрии, придавая значение тесту DGA после международных/национальных стандартов (например, IEC 60599, GB/T 7252 - 2017), и установление базы данных долгосрочной тренды является ключевыми мерами для обеспечения безопасной работы трансформаторов и снижения риска происшествия с энергосистемами.