Normen und Prüfzyklen für die Analyse von gelösten Gasen in Transformatoröl mittels Gaschromatographie

Die Gaschromatographie zur Analyse von gelöstem Gas (DGA) in Transformatoröl ist ein wesentliches Diagnosewerkzeug zur Bewertung des Zustands und der Zuverlässigkeit von Transformatoren.Dieser Artikel enthält einen ausführlichen Leitfaden für den Prüfzyklus und die Normen für die Durchführung der Gaschromatographie auf Transformatoröl, mit dem Ziel, neuen Ingenieuren und Beschaffungsfachleuten zu helfen, ihre Bedeutung und Durchführung zu verstehen.

Bedeutung der Analyse von gelösten Gasen (DGA)

DGA misst die Konzentration der in Transformatoröl gelösten Gase, die als Nebenprodukt thermischer und elektrischer Belastungen im Inneren der Transformatoren entstehen.:

• Frühe Fehler erkennenSie können sich auch auf andere Faktoren konzentrieren, wie z. B. Überhitzung, teilweise Entladungen oder Bogen.
• Überwachung der Betriebsbedingungenum die Zuverlässigkeit des Transformators zu gewährleisten.
• PlanpflegeUm katastrophale Ausfälle zu verhindern.

Zu den wichtigsten überwachten Gasen gehörenWasserstoff (H2),Methan (CH4),Acetylen (C2H2),Ethylen (C2H4), undKohlenmonoxid.

Prüfzyklus für die Analyse von gelösten Gasen

Die Häufigkeit der DGA-Prüfung hängt von der Spannung, der Kapazität und den Betriebsbedingungen des Transformators ab.

1. Transformatoren mit einer Leistung von 220 kV und höher als 120 MVA:

   • Jeder Test3 bis 6 Monatewährend des normalen Betriebs.
   • Zusätzliche Prüfungen an4., 10. und 30. Tagnach Montage, Überholung oder Ersatz der Wicklung.

2. 110 kV-Transformatoren:

   • Einmal pro Test30 Tage und 180 Tagenach Montage, Überholung oder Ersatz der Wicklung.
   • Anschließend wird die Prüfungjährlich.

3. 35 kV-Transformatoren:

   • Nennwerte für Transformatoren8 MVA und mehr: Prüfungjährlich.
   • Nennwerte für Transformatorenunter 8 MVA: Prüfungjährlich.

4. Ad-hoc-Prüfungen:

   • Prüfungen durchführen, wenn ungewöhnliche Betriebsbedingungen auftreten, wie unerklärliche Temperaturanstiege, Belastungsungleichgewichte oder Ölverfärbung.

Prüfstandards für den Gehalt an gelösten Gasen

Um sicherzustellen, dass die Transformatoren sicher und zuverlässig arbeiten, müssen bei der Analyse des in Transformatoröl aufgelösten Gasgehalts folgende Normen eingehalten werden:

1. Neu installierte Transformatoren:

   • Gesamtkohlenwasserstoffgase (THG): ≤ 20 μL/L
   • Wasserstoff (H2): ≤ 30 μL/L
   • Acetylen (C2H2): Nicht nachweisbar.

2. Transformatoren nach größerer Wartung:

   • Kohlenwasserstoffgasen insgesamt (THG): ≤ 50 μL/L
   • Wasserstoff (H2): ≤ 50 μL/L
   • Acetylen (C2H2): Spurenmengen sind zulässig.

3. Transformatoren mit einer Leistung von 110 kV oder mehr:

   • WennC2H2Wenn eine Anzeige von Schäden erfolgt, sollte die Testfrequenz erhöht werden, um Trends zu verfolgen und den Zustand der Ausrüstung genau zu überwachen.

4. Betriebstransformatoren (Warnschwellenwerte):

   • Gesamtkohlenwasserstoffgase (THG): ≥ 150 μL/L
   • Wasserstoff (H2): ≥ 150 μL/L
   • Acetylen (C2H2): ≥ 5,0 μL/L

5. Gasförderungsquote:

   • Wenn die relative Gasförderrate10% pro MonatDies gilt sowohl für offene als auch für geschlossene Transformatoren.

Grundprinzipien der Gaschromatographie für DGA

Die Gaschromatographie trennt und quantifiziert einzelne in Transformatoröl gelöste Gase.

1. Ölprobenextraktion:
   • Die Ölproben werden unter kontrollierten Bedingungen aus dem Transformator entnommen, um Verunreinigungen oder Gasverluste zu vermeiden.
2. Gasgewinnung:
   • Aufgelöste Gase werden aus dem Öl mit Vakuum- oder Gasstrippingverfahren extrahiert.
3. Chromatographische Analyse:
   • Die Gase werden durch eine Säule geleitet, in der sie sich nach Molekülgröße und Polarität trennen.
   • Ein Detektor misst die Konzentration jedes Gases.
4. Dateninterpretation:
   • Vergleichen Sie die gemessenen Gaskonzentrationen mit den Standardschwellenwerten, um den Zustand des Transformators zu bestimmen.

Anwendungen und Vorteile

1. Fehldiagnosen:
   • Identifiziert spezifische Fehlerarten (z. B. thermische Fehler, elektrische Entladungen) durch Analyse der Gaszusammensetzung.
2. Präventive Wartung:
   • Ermöglicht eine frühzeitige Erkennung von Problemen, wodurch die Wahrscheinlichkeit von ungeplanten Ausfällen oder teuren Reparaturen verringert wird.
3. Einhaltung der Vorschriften:
   • Sicherstellen, dass die Transformatoren den Betriebs- und Sicherheitsstandards entsprechen.
4. Vermögensverwaltung:
   • Verlängert die Lebensdauer des Transformators, indem Fehler identifiziert und behoben werden, bevor sie eskalieren.

Schlussfolgerung

Durch die Einhaltung der empfohlenen Prüfzyklen und -standards ist die Analyse von gelöstem Gas auf der Grundlage der Gaschromatographie eine unerlässliche Methode, um die Gesundheit und Sicherheit von Transformatoren zu gewährleisten.Ingenieure und Beschaffungsfachleute können eine frühzeitige Fehlererkennung gewährleisten, die Ausfallzeiten minimieren und die Zuverlässigkeit der Stromversorgung verbessern.

Für neue Ingenieure und Käufer bietet das Verständnis dieser Verfahren eine Grundlage, um fundierte Entscheidungen über die Wartung und Diagnostik von Transformatoren zu treffen.