Surveillance en ligne de l'hydrogène dans l'huile de transformateur : scénarios et analyse économique d'une solution à hydrogène unique

• Positionnement de la surveillance du monohydrogèneLa surveillance en ligne de l'hydrogène dans l'huile de transformateur est une solution DGA légère qui se concentre sur la détection de l'hydrogène, l'indication la plus précoce et la plus sensible des défauts, et qui convient aux scénarios où les budgets sont limités ou lorsque seule une fonctionnalité d'alerte précoce de base est requise.
• Principes techniquesLa concentration d'hydrogène est séparée et détectée dans l'huile par un capteur d'hydrogène spécial ou une membrane à perméation sélective, en tirant parti des propriétés physiques des molécules d'hydrogène, qui sont les plus petites en taille et les plus perméables.
• Points fortsLa structure de l'équipement est simple, il n'y a pas besoin de gaz porteur, la maintenance est réduite, l'investissement est faible, et l'équipement peut être déployé par lots sur un grand nombre de transformateurs distribués et dispersés.
• Limites applicablesLa surveillance d'un seul hydrogène ne peut que déterminer s'il y a une anomalie, elle ne peut pas distinguer les types de défauts - c'est la différence fondamentale entre cette surveillance et la surveillance par chromatographie en phase gazeuse.

1) Pourquoi surveiller uniquement l'hydrogène ?

L'hydrogène est le premier gaz caractéristique produit dans presque tous les types de défauts dans les transformateurs à bain d'huile. Qu'il s'agisse d'une décharge partielle, d'un défaut thermique ou d'une décharge d'arc, l'hydrogène apparaît avant les autres gaz hydrocarbonés. Cette propriété fait de l'hydrogène l'indicateur précoce le plus sensible de l'état des transformateurs.

L'idée qui sous-tend la surveillance de l'hydrogène unique est de couvrir la plus large gamme d'équipements au coût le plus bas et dans la structure la plus simple, en capturant le signal d'anomalie de l'hydrogène au stade de l'apparition d'un défaut, puis en décidant si d'autres tests hors ligne ou une surveillance en ligne de tous les composants sont nécessaires, en fonction du degré de l'anomalie. Il s'agit d'un outil de dépistage et non d'un outil de diagnostic.

2. les modalités de la réalisation technologique

3. analyse des scénarios applicables

3.1 Scénarios les plus appropriés

Grand nombre de transformateurs de distribution de 10kV/35kV - grand nombre, dispersion, budget limité, la surveillance par chromatographie de l'ensemble des composants représente un investissement trop important, la surveillance de l'hydrogène simple peut être déployée en masse. Postes de transformation sans personnel - conditions de maintenance limitées, faible effort de maintenance pour l'équipement de surveillance de l'hydrogène simple. Transformateurs plus anciens - proches de la durée de vie prévue, l'investissement dans la surveillance de l'ensemble des composants est discutable, la surveillance d'un seul hydrogène est un moyen économique de surveillance.

3.2 Scénarios moins adaptés

Transformateurs principaux de 220 kV et plus - exigences élevées en matière de profondeur et de précision du diagnostic des défauts, la surveillance de l'hydrogène simple ne permet pas de distinguer les différents types de défauts, et il est difficile de répondre aux besoins de prise de décision en matière d'exploitation et de maintenance. Transformateurs ayant des antécédents de défauts - des valeurs complètes des composants gazeux sont nécessaires pour juger des tendances de développement des défauts, et les informations relatives à l'hydrogène seul sont insuffisantes.

3.3 En tant que programme complémentaire

La surveillance de l'hydrogène simple et la surveillance par chromatographie en continu peuvent être utilisées conjointement : chromatographie en continu sur le transformateur principal et surveillance de l'hydrogène simple en continu sur le transformateur de distribution. Lorsqu'une anomalie est détectée par la surveillance de l'hydrogène simple, l'équipement spécifique fait l'objet d'un diagnostic plus approfondi par chromatographie portable ou par test hors ligne.

4. questions fréquemment posées

4.1 Q. Que dois-je faire lorsque la surveillance de l'hydrogène unique révèle un taux d'hydrogène élevé ?

R : Tout d'abord, il faut vérifier si les données d'essai sont fiables - exclure les défaillances des capteurs et l'influence de l'environnement. Si les données sont vraies et montrent une tendance continue à la hausse, il est recommandé de raccourcir le cycle d'essai et de chiffrer la surveillance, et en même temps, de prendre des dispositions pour prélever l'huile hors ligne afin d'effectuer une analyse complète des composants, et de juger du type et de la gravité de la défaillance sur la base des résultats hors ligne.

4.2 Q. La surveillance d'un seul hydrogène peut-elle remplacer l'analyse d'un échantillon d'huile hors ligne ?

R : Non. La surveillance de l'hydrogène simple est un outil de dépistage continu pour détecter les signaux anormaux ; les essais hors ligne sont un outil de diagnostic précis pour confirmer le type de défaut. La relation entre les deux est la suivante : la surveillance de l'hydrogène simple effectue un dépistage quotidien et les essais hors ligne confirment à la demande.

4.3 Q. Quelle est la durée de vie des capteurs de l'équipement de surveillance de l'hydrogène ?

R : La durée de vie des capteurs varie selon le type de technologie. Les capteurs électrochimiques doivent généralement être remplacés tous les 2 à 3 ans, tandis que les détecteurs de conductivité thermique ont une durée de vie plus longue. Les intervalles de remplacement spécifiques doivent être déterminés en se référant au manuel technique fourni par le fournisseur et en tenant compte des conditions d'utilisation sur le terrain.

4.4 Q. La surveillance d'un seul hydrogène ne permet-elle pas de signaler les défauts ?

R : Cette possibilité existe. Il existe certains types de défauts (par exemple, une simple surchauffe de l'isolation solide) où la croissance de l'hydrogène est insignifiante mais où le CO et le CO₂ sont significativement élevés. Ce type de défaut ne peut pas être détecté par la surveillance de l'hydrogène unique. C'est pourquoi le programme relatif à l'hydrogène simple est considéré comme un dépistage plutôt que comme un diagnostic.

4.5 Q : Est-il facile de passer de la chromatographie à hydrogène unique à la chromatographie à composants complets ?

R : La compatibilité des produits de différents fournisseurs varie. Si le choix initial du monohydrogène est assorti de considérations d'expansion ultérieure, il est recommandé de choisir la gamme de produits du même fournisseur, de manière à ce que les mises à niveau ultérieures puissent être connectées de manière transparente au niveau des protocoles de communication et du logiciel de base.

5) Recommandations pour la sélection

5.1 La solution de l'hydrogène unique est privilégiée pour le déploiement en masse des transformateurs de distribution afin de couvrir le plus grand nombre d'appareils à moindre coût.

5.2 Les transformateurs principaux clés utilisent un système de chromatographie à composants complets pour des capacités de diagnostic plus complètes.

5.3 Pour les postes 110kV de taille moyenne, on peut envisager une combinaison de mélange élevé et faible des composants du transformateur principal complet et d'hydrogène unique pour les transformateurs de distribution.

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