変圧器油中のガスの監視方法

发布时间2026年1月22日 15:28:50

変圧器オイル中のガス・モニタリングの核心は次のとおりである。油に溶解した特徴的な故障ガスの検出(例えば水素H₂、メタンCH₄、エタンC₆、エチレンC₄、エチレンC₄など）、ガスの成分を通じて、変圧器の内部の潜在的な故障（例えば過熱、放電）の決定における含有量と変化の傾向。現在、主流の監視方法は次のように分けられる。オフラインモニタリング歌で応えるオンライン・モニタリング大きく2つのカテゴリーに分けられ、具体的な原則とプロセスは以下の通りである：

I. オフライン・ガスクロマトグラフィー・モニタリング（従来の実験室法）

電力業界で広く使用されている精密検出法定期予防検査に適用されるコア・プロセスは、3つのステップに分かれている：
  1. オイルサンプル採取

    DL/T 450-2017 変圧器オイル中の溶存ガス分析・判定ガイドラインの仕様に従い、オイルサンプルは変圧器本体のオイルドレインバルブまたはサンプリングバルブから抽出され、オイルサンプルの密閉性を確保するために全体的に空気の混入が避けられる。

  2. 油ガス分離

    採用ヘッドスペース脱気もしかしたら真空脱気オイルから溶存ガスを分離する：

    • ヘッドスペース脱気法：油試料を密閉容器に入れ、一定温度で振動させた後、油中のガスを容器の上部に放出し、上部のガスを被検試料として取り出す；
    • 真空脱ガス法：真空環境を利用してガスの溶解度を下げ、油中のガスを速やかに沈殿させ、脱ガス効率を高め、低濃度のガス検知に適する。
  3. ガスクロマトグラフィー

    分離したガスをガスクロマトグラフ異なるガス成分の分離はクロマトグラフィーカラムで行われ、各成分の濃度は検出器（水素炎イオン化検出器FID、熱伝導度検出器TCDなど）で検出され、最終的にガス成分の含有量に関するレポートが作成される。

  4. 故障診断

    テスト結果に基づき、次のように組み合わせた。三項法変圧器内に過熱、部分放電、アーク放電などの故障種類があるかどうかを、特性ガス法などの基準で判定するために使用する。

バンテージ高い検出精度と包括的な部品識別欠点リアルタイムのモニタリングは不可能で、タイムラグがあり、手作業によるサンプリングと実験室での分析に頼っている。

II.油中溶存ガスのオンラインモニタリング（DGAオンラインモニタリングシステム）

これがトランスの実現である。状態維持システムのコア技術は、リアルタイムで、油中のガスの変化を連続的に監視し、故障のタイムリーな警告をすることができ、システムの構成とワークフローは次のとおりです：
  1. システム・コア・コンポーネント
    • オイルピックアップ／リターンユニットオイルパイプを介して変圧器本体に接続され、オイルサンプルの代表性を確保するために、オイルサンプルを連続的に循環させたり、断続的に抽出したりすることができます；
    • インライン脱気装置内蔵膜分離脱ガスモジュールまたは真空脱ガスモジュールは、手動操作なしで自動的に油からガスを分離します；
    • センサーユニットコアコンポーネントは、マイクロガスクロマトグラフ、赤外分光センサー、または検出技術ごとに特性の異なる半導体センサーです：
      試験技術 バンテージ 欠点
      マイクロガスクロマトグラフィー 正確な部品識別、広範囲 設備コストが高く、サイズがやや大きい
      赤外分光法 迅速な対応と容易なメンテナンス 低H₂濃度検出に対する感度が低い
      半導体センサー方式 低コストで小型 他のガスからの干渉を受けやすい、平均精度
    • データ処理および通信ユニットRS485、産業用イーサネット、または無線通信（NB-IoT/5G）を介して、検査データを分析、保存、バックエンドの監視システムにアップロードします；
    • 補助ユニット温度制御モジュール、校正モジュール、保護筐体（変電所の屋外環境に適合）を含む。
  2. ワークフロー

    変圧器本体からオイルサンプルがモニタリングシステムに流入→脱気ユニットでガスを分離→検出ユニットでガス成分と濃度を分析→データユニットでガス成長率を計算し、トレンド曲線を作成→基準値を超えると自動的にアラームを作動（音と光、プラットフォームプッシュ、SMS通知）。

バンテージ高度なリアルタイム性、人の介在を必要としない、故障の傾向を捉える；欠点初期投資がオフライン検査より高く、定期的な校正が必要なセンサーもある。

III.補足：油中ガスモニタリングの主な検討事項

  1. 特性ガスと故障の対応：例えば、アセチレン（C₂H₂）の大きな増加は通常アーク放電故障に対応し、エチレン（C₂H₂₄）の増加はほとんどの場合高温過熱故障である；
  2. オンライン・モニタリング・システムを定期的に実施する必要がある。オフライン校正検査データと検査室の結果が一致していることを確認すること；
  3. 監視データは、変圧器の負荷変化、周囲温度、その他の要因と組み合わせて、判断を誤らないように総合的に分析する必要がある。