اختبار dga المحولات
̄ ̄ ̄ ̄2 نوفمبر 2025 2 نوفمبر 2025 18:50:27
محول DGA الكشف عن المحولات (تحليل الغاز المذاب)، القلب هو من خلال تحليل زيت المحولات المذاب في خصائص عطل الغاز، لتحديد ما إذا كان هناك ارتفاع في درجة الحرارة، والتفريغ وغيرها من الأعطال الكامنة داخل المعدات، هو مراقبة حالة المحولات "وسائل التشخيص الأساسية".
المبدأ الأساسي
سوف يتحلل الزيت العازل الداخلي للمحولات والمواد العازلة الصلبة، في حالة ارتفاع درجة الحرارة والتفريغ وغيرها من الأعطال، مما ينتج عنه الهيدروجين والميثان والإيثان والإيثيلين والأسيتيلين وغيرها من الغازات. تذوب هذه الغازات في الزيت العازل، ومن خلال الكشف عن مكونات الغازات ومحتواها واتجاه تغيرها، يمكن استنتاج نوع العطل وشدته بشكل عكسي.
الغازات الأساسية المكتشفة والأعطال المقابلة لها
- الهيدروجين (H₂) + الميثان (CH₄): يتوافق بشكل أساسي مع التفريغات منخفضة الطاقة أو السخونة الزائدة الموضعية (درجة حرارة أقل من 300 درجة مئوية).
- الإيثان (C₂H₆) + الإيثيلين (C₂H₄): يتوافق بشكل أساسي مع درجات الحرارة الفائقة العالية (300 درجة مئوية - 700 درجة مئوية)، فكلما زاد محتوى الإيثيلين، زادت درجة الحرارة.
- الأسيتيلين (C₂H₂H): الغاز الأساسي المميز للتفريغ عالي الطاقة، كلما تم اكتشاف مستويات كبيرة منه، هناك احتمال كبير لحدوث أعطال خطيرة مثل التفريغ القوسي.
- مجموع الهيدروكربونات (مجموع الغازات الهيدروكربونية المذكورة أعلاه): يشير المجموع المرتفع بشكل غير طبيعي إلى وجود خلل في تطور ويتطلب اهتمامًا مركزًا.
الدور المركزي
- التحذير من الأعطال: عندما لا يكون هناك خلل في مظهر المحول وتكون المعلمات الكهربائية طبيعية، يتم اكتشاف الأعطال الداخلية الكامنة مسبقًا لتجنب الإغلاق المفاجئ.
- موقع العطل: تحديد ما إذا كان العطل ناتجًا عن ارتفاع درجة الحرارة أو التفريغ أو تقادم العزل من خلال مكونات الغاز، مما يوفر اتجاهًا للصيانة.
- تقييم الحالة: تتبع الاتجاهات في مستويات الغاز، وتقييم معدل تطور الأعطال، وصياغة خطط صيانة معقولة (مثل حالات الانقطاع الطارئة أو الصيانة المخطط لها).
طرق الكشف الشائعة
- الاختبار دون اتصال بالإنترنت: أخذ عينات منتظمة من زيت المحولات، وإرسالها إلى المختبر مع التحليل اللوني والتحليل اللوني والتكلفة المنخفضة والدقة العالية، ولكن دورة الكشف طويلة، ومناسبة للفحص الروتيني.
- الكشف عبر الإنترنت: جمع عينات الزيت في الوقت الحقيقي وتحليل الغازات من خلال جهاز المراقبة الكروماتوغرافي عبر الإنترنت، والذي يمكن مراقبته عن بُعد في الوقت الحقيقي، وهو مناسب للمحطات الفرعية غير المراقبة أو المحولات المهمة.
يحتوي تحليل الغازات الذائبة (DGA) في النفط على قائمة غازات الأعطال المطابقة لأنواع الأعطال، ويجمع بين المعيار الدولي IEC 60599 والمعيار المحلي GB/T 7252، ويفرز بشكل منهجي من خصائص الغاز وآليات الأعطال إلى اقتراحات المعالجة:
أولاً - جدول مطابقة أنواع الأعطال الأساسية والغازات المميزة
| نوع الخطأ | الغازات المميزة الرئيسية | الغازات المميزة الثانوية | نطاق درجة الحرارة | سيناريوهات الفشل النموذجية |
|---|---|---|---|---|
| التفريغ الجزئي (تفريغ جزئي (تفريغ منخفض الطاقة) | H₂ (الهيدروجين)، CH₄ (الميثان) | C₂H₆ (الإيثان)، CO (أول أكسيد الكربون) | درجات الحرارة العادية | تحدث التفريغات الجزئية الناجمة عن فقاعات الهواء أو الشوائب أو النتوءات داخل العزل عادةً بسبب العزل المعيب للملف أو سوء إحكام إغلاق الغلاف. |
| ارتفاع درجة الحرارة المنخفضة (150-300 درجة مئوية) | CH₄ (الميثان)، C₂H₄ (الإيثيلين) | C₂H₆ (الإيثان) | 150-300°C | أحمال زائدة طفيفة على اللفائف، وتلامس مبادل الصنبور الضعيف، وفقدان التيار الدوامي الموضعي في القلب. |
| ارتفاع درجة الحرارة المتوسطة (300-700 درجة مئوية) | C₂H₄ (الإيثيلين)، CH₄ (الميثان) | C₂H₆ (الإيثان) | 300-700°C | ارتفاع درجة الحرارة بسبب التحميل الزائد الشديد للملفات وفشل نظام التبريد والتأريض متعدد النقاط للقلب. |
| ارتفاع درجة الحرارة الزائدة (> 700 درجة مئوية) | C₂H₄ (الإيثيلين)، CH₄ (الميثان) | C₂H₂ (الأسيتيلين) (أثر) | ＞700℃ | السخونة الزائدة للأجزاء المعدنية الناجمة عن لف الدوائر القصيرة من دورة إلى أخرى، وسوء لحام الأسلاك وتسرب التدفق المغناطيسي. |
| التفريغ القوسي (التفريغ عالي الطاقة) | C₂H₂ (الأسيتيلين)، H₂ (الهيدروجين) | CH₄ (الميثان)، C₂H₄ (الإيثيلين) | ＞1000°C | قد تؤدي التفريغات العنيفة مثل تعطل عزل اللفات، وانحناء مبادل الصنبور، وميض الغلاف، وما إلى ذلك، إلى انفجار المعدات. |
| تقادم العزل (انهيار العزل الصلب) | CO (أول أكسيد الكربون)، CO₂ (ثاني أكسيد الكربون) | H₂ (الهيدروجين)، CH₄ (الميثان) | ارتفاع درجة حرارة التشغيل على المدى الطويل | الورق/اللوح العازل التالف أو الرطب أو المؤكسد، الذي يوجد عادةً في المحولات القديمة أو المعدات التي تم تحميلها بأحمال زائدة لفترة طويلة من الزمن. |
ثانيا - القيمة التشخيصية للغازات الرئيسية
-
الأسيتيلين (C₂H₂H)
- المؤشرات الأساسية:: الغاز الوحيد الذي يعكس بوضوح تفريغاً عالي الطاقة ومستوياته >5 ميكرولتر/لتر هو مصدر قلق عاجل.
- السيناريو النموذجي:: تفريغ القوس الكهربائي، وانهيار العزل، مثل قصر دائرة اللفات بين اللفات أو استئصال ملامسات مبادل الصنبور عند التحميل.
- توصيات للتعامل مع:: افصل الطاقة على الفور للصيانة لتجنب تلف المعدات.
-
الهيدروجين (H₂)
- الإنذار المبكر:: الغازات المميزة للتفريغات الجزئية أو الرطوبة عند مستويات > 100 ميكرولتر/لتر الاتجاه الواجب اتباعه.
- ضبط النفس:: قد يرتفع مستوى الزيت لفترة وجيزة بعد تزييت محول جديد (<1000 ميكرولتر/لتر أمر طبيعي)، ويجب الحكم عليه بالاقتران مع البيانات التاريخية.
-
الإيثيلين (C₂H₄H)
- مؤشر درجة الحرارة:: كلما زاد المحتوى، ارتفعت درجة حرارة التسخين الفائق. على سبيل المثال، إذا كان C₂H₄H₄ من إجمالي الهيدروكربونات C₂H₄، فقد تكون درجة الحرارة > 500 درجة مئوية.
- السيناريو النموذجي:: ارتفاع درجة حرارة اللف الزائد، وخسائر التيار الدوامي الأساسي.
-
أول أكسيد الكربون (CO) وثاني أكسيد الكربون (CO₂)
- تقادم العزل:: يعكس ارتفاع نسبة ثاني أكسيد الكربون/ثاني أكسيد الكربون انهيار العزل الصلب. فعلى سبيل المثال، إذا كانت نسبة ثاني أكسيد الكربون > 1000 ميكرولتر/لتر وثاني أكسيد الكربون > 10000 ميكرولتر/لتر، فقد يكون هناك تلف في ورق العزل.
- ضبط النفس:: قد تزداد نسبة ثاني أكسيد الكربون/CO₂ ببطء بسبب أكسدة الزيت أثناء التشغيل العادي، ويجب أن يقترن باختبار محتوى الفورفورال لإصدار حكم شامل.
ثلاثة، طريقة ثلاثية النسب لمنطق تشخيص الأعطال
تعمل الطريقة الثلاثية الحسابية عن طريق حساب ج₂H₂/ج/ج/ج/ج/حوCH₄/H₂وC₂H₄/C₂H₆ يتم تحويل نسبة النتائج إلى مجموعات أكواد تتوافق مع أنواع الأعطال على النحو التالي:
| مجموعة الرموز | نوع الخطأ | السمة النموذجية |
|---|---|---|
| 0 0 0 | خالية من المتاعب | كانت جميع مستويات الغازات في حدود القيم المذكورة (على سبيل المثال، C₂H₂H < 5 ميكرولتر/لتر، الهيدروكربونات الكلية < 150 ميكرولتر/لتر). |
| 0 0 1 | ارتفاع درجة الحرارة المنخفضة (150-300 درجة مئوية) | كان كل من CH₄ وC₂H₄H مهيمنين ولم يتم اكتشاف C₂H₂H₂. |
| 0 2 2 | ارتفاع درجة الحرارة الزائدة (> 700 درجة مئوية) | وشكلت C₂H₄H₄ أكثر من 701 تيرابايت في المائة من إجمالي الهيدروكربونات، مع كميات ضئيلة من C₂H₂H₂. |
| 1 0 1 | التفريغ الجزئي | يكون H₂ وCH₄ والميثان مهيمنين وقد يكون ثاني أكسيد الكربون مرتفعًا. |
| 2 0 2 | تفريغ القوس الكهربائي | كان C₂H₂H مرتفعًا بشكل ملحوظ (>5 ميكرولتر/لتر) مع زيادات مصاحبة في H₂H وC₂H₄H₄. |
| 2 1 2 | تفريغ القوس الكهربائي + السخونة الزائدة | C₂H₂، وH₂H، وC₂H₄ مرتفعة جميعها، ربما بسبب ارتفاع درجة حرارة القوس الكهربائي الناجم عن انهيار العزل. |
رابعاً - قيم تدوين المحتوى الغازي وتوصيات المعالجة
| نوع الغاز | قيمة الانتباه (ميكرولتر/لتر/لتر) | توصيات للتعامل مع |
|---|---|---|
| الأسيتيلين (C₂H₂H) | ＞5 | قم بإيقاف تشغيل الطاقة على الفور للصيانة واستكشاف مصدر التفريغ القوسي وإصلاحه. |
| الإيثيلين (C₂H₄H) | ＞100 | تتبع الاتجاه وحلل سبب ارتفاع درجة الحرارة (مثل الحمل، ونظام التبريد) إذا استمر في النمو. |
| الهيدروجين (H₂) | ＞1000 | بالتزامن مع مراقبة التفريغ الجزئي، تحقق من وجود رطوبة أو عيوب في العزل. |
| إجمالي الهيدروكربونات | ＞150 | قم بتحليل معدل إنتاج الغاز، إذا كان المعدل المطلق لإنتاج الغاز > 10 مل/يوم مطلوب زيادة المراقبة أو انقطاع التيار الكهربائي. |
| نسبة CO/CO₂ CO₂ | >0.3 (تقادم العزل) | اختبار محتوى الفورفورال لتقييم عمر العزل الصلب واستبدال ورق العزل إذا لزم الأمر. |
خامساً: عملية التشخيص الشامل
- حكم أولي:: قارن محتوى الغاز بالقيم المدونة وابدأ إجراء المزيد من التحاليل إذا تجاوز أحد الغازات الحد المسموح به.
- تحليل الاتجاهات:: احسب معدل إنتاج الغاز (مطلق/نسبي) لتحديد معدل تطور الصدع. على سبيل المثال، يشير معدل إنتاج الغاز المطلق > 10 مل/يوم إلى وجود صدع نشط.
- طريقة ثلاثية الحدود (رياضيات):: أنواع الأعطال المستهدفة استناداً إلى مجموعات الرموز وإزالة العوامل المتداخلة (مثل نوع المعدات وتاريخ التشغيل).
- وسائل التحقق:: تأكيد التشخيص من خلال الجمع بين مراقبة التفريغ الجزئي، واختبار تشوه اللفات، واختبار مقاومة العزل، وما إلى ذلك.
- توصيات لاتخاذ القرارات::
- العلاج في حالات الطوارئ:: في حالة ارتفاع C₂H₂H₂5 ميكرولتر/لتر أو ارتفاع معدل إنتاج الغاز بشكل غير طبيعي، قم بإيقاف تشغيل مصدر الطاقة على الفور للصيانة.
- الصيانة المجدولة:: الترتيب لإجراء اختبار وقائي أو فحص غطاء المحرك عندما يستمر ارتفاع إجمالي الهيدروكربونات ولكن لا يصل إلى عتبة الطوارئ.
- مراقبة الحالة:: أخذ عينات دورية وتتبعها لإنشاء منحنى اتجاه DGA للتنبؤ بعمر المعدات.
سادسا - بيان الظروف الخاصة
- المعدات التي تم تشغيلها حديثاً::
- قد يحدث ارتفاع عابر لـ H₂ وCH₄ بعد حقن الزيت (أقل من 1000 ميكرولتر/لتر أمر طبيعي)، ويجب ملاحظة استقرار البيانات بعد 3-6 أشهر.
- مغير الصنبور عند التحميل::
- يجب تحليل بيانات DGA الخاصة بحجرة زيت مفتاح التحويل DGA بشكل منفصل. C₂H₂> 2 ميكرولتر/لتر قد يشير إلى احتراق التلامس.
- العزل بالزيت غير المعدني::
- تختلف معايير تحديد DGA لزيوت الإستر أو زيوت السيليكون عن تلك الخاصة بالزيوت المعدنية وتتطلب الرجوع إلى إرشادات متخصصة (مثل IEC 62770).
سابعاً - الإشارة إلى المعايير والأدوات
- المعيار الدولي:: IEC 60599 المبادئ التوجيهية التفسيرية لتحليل الغازات الذائبة في المعدات الكهربائية المملوءة بالزيوت المعدنية في الخدمة.
- المعيار المحلي:: GB/T 7252 المبادئ التوجيهية لتحليل الغازات الذائبة في زيت المحولات والحكم عليها.
- أداة التحليل::
- الاختبار دون اتصال بالإنترنت:: الكروماتوغراف الغازي
- المراقبة عبر الإنترنت:: مقياس الطيف الصوتي الضوئي
باستخدام القائمة المذكورة أعلاه، يمكن تحديد أنواع الأعطال بسرعة استنادًا إلى بيانات DGA، ويمكن صياغة استراتيجيات الصيانة المستهدفة بالاقتران مع معدل إنتاج الغاز وتحليل الاتجاهات لتقليل مخاطر حدوث عطل مفاجئ في المحولات.
