Yağda çözünmüş gaz analizi (DGA) sonuçlarındaki anormallikler, gaz rölesi çalışması ve yağda çalışan topraklama transformatörlerinde aşırı sıcaklık artışı genellikle izole sorunlar değildir. Bunlar genellikle iç aşırı ısınma, kısmi deşarj, ark oluşumu veya yalıtım bozulmasının birleşik göstergeleridir. Güvenilir bir teşhis, geçerli IEC standartlarına atıfta bulunularak çözünmüş gaz analizi, termal durum izleme ve elektriksel testlerin entegre edilmesini gerektirir.
Nötr Topraklama Transformatörü Üreticisi
1. DGA Anormallikleri: İç Arızaların Kimyasal Göstergeleri
Çözünmüş gaz analizi, yağda çalışan transformatörlerdeki gizli arızaları tespit etmek için en etkili yöntemlerden biridir. IEC 60599'a göre, hidrojen (H₂), metan (CH₄), etan (C₂H₆), etilen (C₂H₄), asetilen (C₂H₂), karbon monoksit (CO) ve karbondioksit (CO₂) gibi ana gazlar, iç arıza türünün belirlenmesine yardımcı olabilir.
| Karakteristik Gaz |
Olası Arıza Türü |
Tipik Nedenler |
| Ağırlıklı olarak H₂ |
Kısmi deşarj |
Yalıtımdaki nem, gaz kabarcıkları, yüksek elektriksel gerilme |
| Ağırlıklı olarak CH₄ ve C₂H₄ |
Düşük sıcaklıkta aşırı ısınma |
Yerel nüve aşırı ısınması, gevşek bağlantılar |
| Ağırlıklı olarak C₂H₄ |
Orta ile yüksek sıcaklıkta aşırı ısınma |
Nüve çok noktalı topraklaması, kaçak akı ısınması |
| C₂H₂ varlığı |
Yüksek sıcaklıkta aşırı ısınma veya deşarj |
Sarım-sarım kısa devresi, uç deşarjı, ark oluşumu |
| Yükselmiş CO ve CO₂ |
Katı yalıtım yaşlanması |
Kağıt yalıtım karbonlaşması veya termal bozunma |
Temel yorumlama noktaları:
- Tek bir DGA sonucu, arıza teşhisi için tek dayanak olarak kullanılmamalıdır. IEC oran yöntemi veya Duval Üçgeni yöntemi gibi gaz oluşum hızı ve gaz oranları dikkate alınmalıdır.
- Gaz konsantrasyonları tipik endişe seviyelerinin altında olsa bile, gaz oluşum hızındaki hızlı bir artış anormal olarak değerlendirilmelidir.
- Topraklama transformatörü yük altında veya devre dışı kadem değiştirici ile donatılmışsa, kadem değiştirici yağ bölmesinden alınan DGA sonuçları ayrı ayrı analiz edilmelidir. Uygun olan durumlarda Duval Üçgeni 2'ye başvurulabilir.
- Asetilenin ortaya çıkması, yüksek enerjili bir deşarja veya ciddi bir arızaya işaret edebileceğinden özel ilgi gerektirir. Ancak, nihai değerlendirme gaz konsantrasyonuna, gaz oluşum hızına ve elektriksel test sonuçlarına dayanmalıdır.
2. Gaz Rölesi Operasyonu: Arıza Şiddetinin Doğrudan Bir Göstergesi
Gaz röleleri normalde alarm sinyali veren hafif gaz koruması ve devre açmayı başlatan ağır gaz koruması olarak sınıflandırılır. Gaz rölesi çalışmasından sonra, röleden gelen serbest gaz ve ana tanktan alınan yağ numuneleri IEC 60599 standardına uygun olarak toplanmalı ve analiz edilmelidir.
Hafif gaz çalışmasının yaygın nedenleri:
- Az miktarda yanıcı gaz üreten küçük iç aşırı ısınmalar veya kısmi deşarjlar;
- Yağ filtrasyonu veya yağ takviyesi sonrası hava tahliyesinin eksik yapılması veya zayıf sızdırmazlık nedeniyle hava sızması;
- Rölede gaz birikimine neden olan düşük yağ seviyesi;
- Harici kısa devre etkisiyle oluşan yağ akışı bozulması.
Ağır gaz çalışmasının yaygın nedenleri:
- Sargıların sarım-sarım, katman-katman veya faz-faz kısa devreleri;
- İç ark oluşumu;
- Güçlü yağ akışı darbesine eşlik eden şiddetli nüve aşırı ısınması;
- Transformatör yakınındaki şiddetli dışsal kısa devre arızaları.
Not: Hafif gaz rölesi çalışır ve toplanan gaz yanıcı değilse, öncelikle sızdırmazlık, yağ seviyesi ve hava tahliyesi kontrol edilmelidir. Gaz yanıcıysa veya ağır gaz rölesi çalışırsa, neden belirlenene kadar transformatör yeniden enerjilendirilmemelidir.
3. Aşırı Sıcaklık Artışı: Termal Anormalliklerin Görünür İşaretleri
Sıcaklık artışı değerlendirmesi, üç ana sıcaklık artışı kategorisini ayırt eden IEC 60076-2:2011 standardına uygun olarak yapılmalıdır:
- Üst yağ sıcaklık artışı: anma sürekli yükü altında üst yağ sıcaklığı ile soğutma ortamı sıcaklığı arasındaki fark;
- Ortalama sargı sıcaklık artışı: genellikle direnç yöntemi ile belirlenir;
- Sargı sıcak noktası sıcaklık artışı: sargı yalıtımının en sıcak noktasındaki termal gerilmeyi yansıtır.
IEC 60076-2:2011 standardına göre, anma sürekli yükü altındaki yağa daldırılmış transformatörler için tipik sıcaklık artışı sınırları şunlardır: üst yağ sıcaklık artışının 60 K'yi aşmaması ve ortalama sargı sıcaklık artışının 65 K'yi aşmaması. Sıcak nokta sıcaklık artışı; yalıtım termal sınıfına, soğutma yöntemine ve termik modele bağlıdır. A Sınıfı yalıtım için, normal yaşlanma için referans sıcak nokta sıcaklığı genellikle 98 °C olarak alınır. Gerçek uygulanabilir sınırlar, ekipman etiketi, üreticinin teknik belgeleri ve IEC 60076-2 standardının geçerli sürümü temel alınarak doğrulanmalıdır.
Aşırı yük değerlendirmesi, aşırı yükleri normal döngüsel yükleme, uzun süreli acil durum yükleme ve kısa süreli acil durum yükleme olarak sınıflandıran IEC 60076-7 standardına başvurulabilir. İzin verilebilir aşırı yük seviyeleri başlangıç yük oranına, ortam sıcaklığına ve soğutma yöntemine bağlıdır.
Dış nedenler:
- Aşırı yükte çalışma;
- Tıkalı radyatörler veya durmuş fanlar ve yağ pompaları gibi soğutma sistemi arızaları;
- Yüksek ortam sıcaklığı veya yetersiz havalandırma;
- Yanlış yüksek okumalar verebilen anormal sıcaklık ölçüm cihazları.
İç nedenler:
- Dolaşım akımına neden olan nüve çok noktalı topraklaması;
- Sarım-sarım, katman-katman veya tel-tel sargı kısa devreleri;
- Kadem değiştiricilerde zayıf temas;
- Kaçak akı nedeniyle sıkıştırma yapılarında veya tank duvarlarında yerel aşırı ısınma;
- Isı dağılımını ve yalıtım performansını düşüren yalıtım yağının bozulması.
4. Topraklama Transformatörleri İçin Özel Hususlar
Topraklama transformatörleri genellikle zikzak bağlantı veya özel bir topraklama sargısı ile tasarlanır. Normal çalışma koşulları altında yükleri nispeten düşüktür. Ancak, tek fazlı toprak arızası sırasında, kısa bir süre için nispeten yüksek bir sıfır dizisi akımı taşımaları gerekebilir. Arıza teşhisi sırasında aşağıdaki hususlara özel önem verilmelidir:
- Sıfır dizisi akımının süresi ve termik birikim etkisi;
- Nötr topraklama yönteminin arıza akımı büyüklüğü üzerindeki etkisi;
- Nüve topraklama akımı durumu. Kabul edilebilir nüve topraklama akımı, üreticinin teknik belgelerine veya proje şartnamelerine göre doğrulanmalıdır. Değer önemli ölçüde artarsa, çok noktalı nüve topraklaması olasılığı DGA sonuçları, yalıtım testleri ve saha işletim koşulları ile birlikte değerlendirilmelidir.
5. Entegre Teşhis ve Müdahale Prosedürü
| Gözlemlenen Durum |
Olası Arıza Yönü |
Önerilen İşlemler |
| Toplam hidrokarbonlarda artış, esas olarak C₂H₄/CH₄, C₂H₂ yok |
Aşırı ısınma arızası |
Nüve topraklama akımını, kadem değiştiriciyi ve soğutma sistemini kontrol edin |
| Kısmi deşarj sinyalleri ile birlikte H₂'de artış |
Kısmi deşarj veya nem |
Nem içeriğini, dielektrik kaybını ve kısmi deşarjı test edin |
| C₂H₂'nin ortaya çıkması veya hızlı artışı |
Deşarj veya kısa devre |
Sargı DC direncini ölçün ve yalıtım testleri yapın |
| Yanıcı olmayan gaz ile hafif gaz çalışması |
Hava girişi veya düşük yağ seviyesi |
Sızdırmazlığı kontrol edin, hava tahliyesi yapın ve gerekirse yağı tamamlayın |
| Anormal DGA ile artan sıcaklık yükselmesi |
İç aşırı ısınma veya deşarj |
Yükü, soğutma durumunu ve elektriksel test sonuçlarını değerlendirin |
Genel işleme prensipleri:
- Saha verilerinin güvenilirliğini doğrulayın; sıcaklık göstergeleri, yük akımı, yağ seviyesi ve soğutma sistemi durumu dahil;
- DGA için gaz ve yağ numuneleri toplayın ve gazın yanıcılığını kontrol edin;
- Soğutma sistemi arızaları, sızdırmazlık sorunları, aşırı yüklenme ve sıcaklık ölçüm hataları gibi dış faktörleri hariç tutun;
- Sargı DC direnci, yalıtım direnci, dielektrik kayıp ve nüve topraklama akımı ölçümü gibi elektriksel testleri gerçekleştirin;
- Arıza niteliğine göre izleme aralığını kısaltmaya, kesinti bakımını planlamaya veya acil kapatma önlemleri almaya karar verin.
Referans Standartları
- IEC 60599 — Mineral yağlı elektrik ekipmanlarında çözünmüş ve serbest gazların yorumlanması için kılavuz
- IEC 60076-2:2011 — Sıvıya daldırılmış transformatörler için sıcaklık artışı
- IEC 60076-7 — Mineral yağda daldırılmış güç transformatörleri için yükleme kılavuzu
Bu makale yalnızca teknik referans amaçlıdır. Gerçek teşhis ve operasyonel kararlar, ekipman etiketi, üreticinin teknik belgeleri, saha test sonuçları ve geçerli IEC veya ulusal standartların sürümlerine dayanmalıdır.
Çözünmüş gaz analizi sonuçları, gaz oluşum hızı, gaz oranları, serbest gaz analizi, yük geçmişi, elektriksel testler ve saha işletim koşulları ile birlikte değerlendirilmelidir. Tek bir DGA sonucu, arıza belirlemenin tek dayanağı olarak kullanılmamalıdır.
Giriş
