چگونه پیری را در یک ترانسفورماتور غوطه ور در روغن تشخیص می دهید؟

ترانسفورماتورهای غوطه ور در روغن دارایی های حیاتی و با عمر طولانی در سیستم های قدرت الکتریکی هستند. با این حال، مانند همه تجهیزات، آنها تحت فرآیندهای پیری قرار می گیرند که در نهایت می تواند قابلیت اطمینان و ایمنی را به خطر بیندازد. تشخیص پیشگیرانه پیری برای نگهداری آگاهانه، برنامه ریزی افزایش عمر و جلوگیری از خرابی های فاجعه بار ضروری است.
چرا پیری را تشخیص دهیم؟
مواد عایق اولیه در یک ترانسفورماتور غوطه ور در روغن، روغن عایق و عایق جامد مبتنی بر سلولز (کاغذ، تخته پرس) هستند. پیری این مواد را تخریب می کند و استحکام دی الکتریک و یکپارچگی مکانیکی آنها را کاهش می دهد. تخریب کنترل نشده می تواند منجر به کاهش قابلیت بار، تخلیه جزئی و در نهایت خرابی دی الکتریک شود.

روش های تشخیص کلیدی:

تجزیه و تحلیل روغن عایق (مایع تشخیصی اولیه):

تجزیه و تحلیل گاز محلول (DGA): این سنگ بنای نظارت بر وضعیت ترانسفورماتور است. همانطور که مواد عایق از نظر حرارتی و الکتریکی تجزیه می شوند، گازهای مشخصه محلول در روغن تولید می کنند. گازهای کلیدی عبارتند از:

هیدروژن (H؟): نشانگر کلی تخلیه جزئی یا خطاهای حرارتی.

متان (CH؟)، اتان (C؟H؟)، اتیلن (C؟H؟): در درجه اول نشان دهنده تخریب حرارتی روغن (به ترتیب دمای پایین، متوسط، بالا) است.

استیلن (سی؟؟H؟): نشانگر قوی خطاهای حرارتی قوس یا دمای بسیار بالا (> 700°C).

مونوکسید کربن (CO) و دی اکسید کربن (CO؟): شاخص های اولیه تخریب عایق سلولز (کاغذ)، به ویژه پیری حرارتی و گرمای بیش از حد. افزایش CO/CO؟ سطوح نشانگرهای پیری قابل توجهی هستند.

تجزیه و تحلیل ترکیبات فورانیک: تخریب عایق سلولزی ترکیبات شیمیایی خاصی به نام فوران (به عنوان مثال، 2-فورفورالدئید) تولید می کند. اندازه گیری غلظت فوران در روغن یک ارزیابی مستقیم و کمی از درجه از دست دادن پلیمریزاسیون (DP) در کاغذ ارائه می دهد که مستقیماً با استحکام مکانیکی و دی الکتریک باقیمانده آن مرتبط است.

اسیدیته (عدد خنثی سازی): پیری روغن و سلولز محصولات جانبی اسیدی تولید می کند. افزایش عدد اسید، تخریب روغن و کاغذ را تسریع می کند و یک حلقه بازخورد تشکیل می دهد. ردیابی اسیدیته بسیار مهم است.

محتوای رطوبت: آب یک تسریع کننده قوی پیری سلولز است و قدرت دی الکتریک را کاهش می دهد. نظارت بر سطوح رطوبت در روغن (و تخمین سطوح در عایق جامد) حیاتی است. کاغذ پیری همچنین آب بسته شده را آزاد می کند.

قدرت دی الکتریک / ولتاژ شکست: توانایی روغن را برای مقاومت در برابر تنش الکتریکی اندازه گیری می کند. آلودگی و پیری محصولات جانبی می تواند این مقدار را کاهش دهد.

کشش سطحی (IFT): وجود آلاینده های قطبی و محصولات جانبی پیری محلول در روغن را اندازه گیری می کند. کاهش IFT نشان دهنده آلودگی و/یا تخریب پیشرفته نفت است.

تست های الکتریکی:

ضریب توان /ضریب اتلاف (Tan Delta): تلفات دی الکتریک در سیستم عایق (روغن و جامد) را اندازه گیری می کند. افزایش ضریب توان نشان دهنده بدتر شدن کیفیت عایق به دلیل رطوبت، آلودگی یا پیری محصولات جانبی است که رسانایی را افزایش می دهد.

مقاومت در برابر سیم پیچ: در حالی که در درجه اول برای تشخیص مشکلات تماس است، تغییرات قابل توجه در طول زمان گاهی اوقات می تواند با تخریب مرتبط باشد.

تجزیه و تحلیل پاسخ فرکانس (FRA): در درجه اول تغییر شکل مکانیکی (شیفت، شلی) را در ساختار سیم پیچ تشخیص می دهد. در حالی که یک اقدام مستقیم پیری شیمیایی نیست، پیری شدید می تواند بر یکپارچگی مکانیکی تأثیر بگذارد که به طور بالقوه توسط FRA قابل تشخیص است.

قطبش/جریان دپلاریزاسیون (PDC)/اندازه گیری ولتاژ بازیابی (RVM): این تکنیک های پیشرفته پاسخ دی الکتریک اطلاعات دقیقی در مورد میزان رطوبت و وضعیت پیری عایق سلولزی ارائه می دهد و تجزیه و تحلیل فوران را تکمیل می کند.

سوابق بازرسی و نگهداری فیزیکی:

بازرسی بصری (داخلی در صورت امکان): در طول بازرسی های داخلی (به عنوان مثال، پس از پردازش روغن یا برای تعمیر)، بررسی مستقیم هسته، سیم پیچ ها و عناصر ساختاری می تواند علائم فیزیکی پیری مانند کاغذ شکننده، رسوبات لجن، خوردگی یا ردیابی کربن.

بازرسی روغن: بررسی های بصری روغن برای وضوح، رنگ (تیره شدن می تواند نشان دهنده پیری) و وجود رسوب یا لجن باشد.

تاریخچه بار: بررسی پروفیل های بارگیری تاریخی، به ویژه دوره های بارگذاری بیش از حد، زمینه ای را برای تنش حرارتی تجربه شده توسط عایق فراهم می کند.

سوابق دمای عملیاتی: دمای عملیاتی بالا پایدار به طور قابل توجهی سرعت پیری سلولز را تسریع می کند.

یک رویکرد یکپارچه ضروری است:

هیچ آزمایش واحدی تصویر کاملی از وضعیت پیری یک ترانسفورماتور غوطه ور در روغن ارائه نمی دهد. تشخیص موثر بر یک استراتژی نظارت مبتنی بر شرایط متکی است:

خط مبنا: مقادیر اولیه را از طریق آزمایش جامع پس از راه اندازی یا خدمات اصلی تعیین کنید.

Trending: آزمایشات منظم (به ویژه DGA، فوران ها، رطوبت، اسیدیته، ضریب قدرت) را انجام دهید و نتایج را در طول زمان تجزیه و تحلیل کنید. انحرافات قابل توجه از روندهای پایه یا تعیین شده، شاخص های مهم پیری هستند.

همبستگی: نتایج مرجع متقابل از آزمون های مختلف. به عنوان مثال، افزایش CO/CO؟ و فوران های در حال افزایش به شدت تخریب سلولز را تایید می کنند. رطوبت بالا همراه با اسیدیته بالا، پیری را تسریع می کند.

تجزیه و تحلیل تخصصی: تفسیر مجموعه داده های پیچیده، به ویژه الگوهای DGA و نتایج ترکیبی، نیاز به تخصص دارد. استانداردهای صنعت (IEC، IEEE، CIGRE) دستورالعمل هایی را ارائه می دهند، اما زمینه کلیدی است.

تشخیص پیری در ترانسفورماتورهای غوطه ور در روغن یک فرآیند چند وجهی است که بر تجزیه و تحلیل منظم و پیچیده روغن (DGA، فوران ها، رطوبت، اسیدیته) متمرکز است که توسط تشخیص های الکتریکی کلیدی (ضریب توان، پاسخ دی الکتریک) و داده های زمینه ای (بار، دما، بازرسی ها) پشتیبانی می شود.). با پیادهسازی و روند سیستماتیک این روشها، اپراتورها میتوانند وضعیت داراییهای خود را به دقت ارزیابی کنند، تصمیمات آگاهانه در مورد تعمیر و نگهداری (مانند بازسازی یا خشک کردن روغن) بگیرند، ریسک را مدیریت کنند و عمر مفید باقیمانده این اجزای حیاتی شبکه برق را بهینه کنند. نظارت هوشیار کلید اطمینان از قابلیت اطمینان و ایمنی مداوم ترانسفورماتورهای غوطه ور در روغن قدیمی است.