Qazma Kromatografıya necə 500+ kV tranformatorun səhvlərini aşkarlayır və təşhis edir [Kasus Tətbiqi]

0 Giriş
İzole yağdaki çözünmüş gaz analizi (DGA), büyük yağ dolgulu güç transformatörleri için kritik bir testtir. Gaz kromatografisi kullanılarak, yağ dolgulu elektrik ekipmanlarının iç izole yağındaki yaşlanma veya değişiklikler zamanında tespit edilebilir, aşırı ısınma veya elektrik salınımı gibi potansiyel arızalar erken aşamada belirlenebilir ve arıza ciddiyeti, tipi ve gelişim eğilimi doğru bir şekilde değerlendirilebilir. Gaz kromatografisi, ekipmanların güvenli ve istikrarlı çalışmasını izleme ve sağlama açısından önemli bir yöntem haline gelmiş ve ilgili uluslararası ve ulusal standartlara dahil edilmiştir [1,2].

1 Vaka Çalışması
Hexin Alt İstasyonunun No. 1 ana transformatörü A0A/UTH-26700 modelindedir ve gerilim yapılandırması 525/√3 / 230/√3 / 35 kV'dır. Mayıs 1988'de üretilmiş ve 30 Haziran 1992'de hizmete girmiştir. 20 Eylül 2006'da bilgisayar izleme sistemi "No. 1 ana transformatörde hafif gaz rölesi işlemi" olduğunu gösterdi. Operasyon personeli tarafından yapılan sonraki incelemede, 35 kV taraftaki Faz B'nin başlangıç ve bitiş sapları arasında çatlaklar ve ciddi yağ sızıntısı, ayrıca gaz rölesinde gaz varlığı tespit edildi, bu da anında durma talebi oluşturdu. Bu olaydan önce, rutin elektrik testleri ve izole yağ izleme testleri herhangi bir anormallik göstermemişti.

2 Gaz Kromatografisi Analizi ve Arıza Tanılaması
Durdurma sonrası hemen yağ ve gaz örnekleri toplandı ve kromatografik test için gönderildi. Test sonuçları Tablo 1 ve 2'de gösterilmiştir. Sonuçlar, hem transformatör yağı hem de gaz rölesinde çözünmüş gazların anormal konsantrasyonlarını gösterdi. Kromatografik veriler ve denge kriter yöntemi kullanılarak yağ ve gaz örneklerindeki gaz konsantrasyonları değerlendirildi.

Tablo 1 Hexin Alt İstasyonunun No. 1 Ana Transformatörünün Faz B'sinden Alınan İzole Yağın Kromatografik Kaydı (μL/L)

Tablo 2 Hexin Alt İstasyonunun No. 1 Ana Transformatörünün Faz B'sinin Gaz Rölesinden Alınan Gazın Kromatografik Kaydı (μL/L)

İşletimdeki Transformator Yağı Kalite Standartlarına göre, 500 kV transformatorlarındaki yağda aşağıdaki çözünmüş gaz konsantrasyonları belirtilen değerleri aşarsa dikkat edilmelidir: toplam hidrokarbonlar: 150 μL/L; H₂: 150 μL/L; C₂H₂: 1 μL/L. Transformator yağında asetilen (C₂H₂) φ(C₂H₂) 12.13 μL/L konsantrasyonda tespit edildi, bu değeri dikkat eşiğinin 12 katından fazla aşmıştır. Bileşen aşımı analiz yöntemi [3] kullanılarak, transformatörün içinde bir iç arıza olduğuna önemsiz olarak belirlendi.

Karakteristik gazlara dayalı daha fazla analiz, φ(C₂H₂)'nin ısıl overheat ile elektrik salınımını ayırt etmek için anahtar bir göstergedir. IEC üç oran yöntemi kullanılarak hesaplanan oranlar:
• φ(C₂H₂)/φ(C₂H₄) = 1.2,
• φ(CH₄)/φ(H₂) = 0.56,
• φ(C₂H₄)/φ(C₂H₆) = 6.6,
bu, 102 kodunu verdi. Bu, transformatörün içinde yüksek enerjili bir salınım (yani ark) meydana geldiğini önemsiz olarak belirtti.

Denge kriter yöntemi [4] ve gaz rölesindeki gaz bileşimini kullanarak, yağdaki gazların farklı çözünürlüklerine dayalı olarak teorik yağ konsantrasyonları hesaplandı. Yağda ölçülen konsantrasyonlara göre teorik konsantrasyonların oranı αᵢ elde edildi (Tablo 2'ye bakınız). Sahadaki tecrübeye göre, normal koşullarda çoğu bileşen için αᵢ değerleri 0.5–2 aralığında düşer. Ancak ani arızalar sırasında karakteristik gazlar genellikle αᵢ değerleri 2'den çok daha yüksektir. Bu vaka, gaz rölesindeki tüm gaz bileşenlerinin αᵢ değerlerinin 2'den çok daha yüksek olması, ani bir iç arızayı işaret etti.

Elektrik test sonuçları, yük altında tap değiştiricinin temas direnci, sarım DC dirençleri ve maksimum faz farklarının kabul edilebilir sınırlar içinde olduğunu gösterdi. Sarımlar arasındaki ve zemine olan sızıntı akımları, tarihsel karşılaştırmalarla birlikte herhangi bir anormallik göstermedi. Dielektrik kayıp ve yalıtım direnci parametreleri de normaldi. Bu sonuçlar, genel nem almasının, büyük ölçekli yalıtım bozulmasının veya yaygın yalıtım kusurlarının olmadığını ve ana yalıtım sisteminin bütünlüğünün korunduğunu doğruladı.

Yukarıdaki sonuçların kapsamlı analizine dayanarak, transformatörün içinde ani bir ark arızası meydana geldiği sonucuna varıldı. Yağdaki CO ve CO₂ konsantrasyonlarında önemli bir artış gözlemlenmedi ve toplam hidrokarbon seviyeleri artmakta olsa da henüz sınırları aşmamıştı. Bu, geniş ölçekli katı yalıtımın dahil olmasının olası olmadığını gösterdi. Ancak, CO ve toplam hidrokarbonlar için yüksek αᵢ değerleri, yerel katı yalıtım hasarına bağlı ani bir salınım arızasından şüphelenmesini sağladı.

3 İç İnceleme ve Düzeltici Eylemler
Kök nedeni daha fazla belirlemek için transformatör boşaltıldı ve incelendi. Faz B'nin iki 35 kV sapı ve yükseltici çıkarılarak incelemeye tabi tutuldu, bobin ucunda bulunan gerilim eşitleme yerleştirici pas bandının yanmış olduğu tespit edildi. Tank kapaklarının kaldırılmasıyla, üst yoke bobin basınc plakasının uzun süreli mekanik stres nedeniyle zarar görmüş olduğu ve iki noktalı bir yerleşme oluşturduğu ortaya çıktı. Bu, dolaşım akımını oluşturdu, bu da yerleştirme bandını yakıp geçirdi. Büyük hacimli ve yüksek hızlı gaz üretiminin oluşturduğu önemli iç basınç, salınım noktasına yakın iki 35 kV sapında çatlaklar ve ciddi yağ sızıntısı oluşmasına neden oldu. İnceleme bulguları, kromatografik analizden elde edilen sonuçlarla tamamen uyumluydu.

Düzeltici Öneriler:
• Hasarlı yalıtım destek bileşenlerini değiştirin;
• İzole yağı gaz çıkarma ve filtreleme işlemlerini gerçekleştirin;
• Başarılı kabul testlerinden sonra transformatörü normal işleme geri alın;
• İşlem izlemesini artırın ve sürekli takip ve analizle hiçbir sorun olmadığı doğrulanana kadar düzenli yönetimine devam edin.

4 Sonuç
(1) Bu çalışma, gaz kromatografisini kullanarak Hexin Alt İstasyonunun No. 1 ana transformatörünün Faz B'sindeki iç ark arızasını tanımlamada başarılı oldu, büyük güç transformatörlerinin işletimi ve arıza tanılaması için değerli bir deneyim sağladı.

(2) Bir transformatör gaz rölesi işlemesi olduğunda, yağ ve gaz örnekleri kromatografik analiz için toplanmalıdır. Kromatografik sonuçları, tarihsel verileri, denge kriter yöntemini ve yalıtım testlerini birleştirerek, arızanın iç mi yoksa yardımcı bileşenlerle mi ilgili olduğunu, arıza niteliğini, konumunu veya spesifik bileşeni belirleyebilirsiniz. Bu, zamanında bakım yapmanızı ve ekipmanın güvenliğini sağlamanızı sağlar.

(3) İzole yağ kromatografik analizi, yağ dolgulu elektrik ekipmanlarının güvenli çalışmasını izleme için en etkili önlemlerden biridir. Düzenli DGA, iç arızaların ve ciddiyetlerinin erken tespiti ve sürekli izlenmesine olanak tanır. Büyük transformatörlerin güvenli çalışmasını sağlamak ve sağlık durumlarından haberdar olmak için, gaz kromatografisi güç endüstrisi standartlarına uygun olarak gerçekleştirilmelidir ve gerektiğinde test frekansı artırılmalıdır.