Олива використовується в трансформаторі для ізоляції струмопровідних частин та відведення тепла. Це дві основні функції, але є і третя: ізоляційна олива є гарним інформаційним середовищем, за допомогою якого можна діагностувати розвиток різних дефектів. Це з тим, що під час роботи трансформатора і розвитку різних дефектів відбувається виникнення газів, які потрапляють в оливу. Залишається тільки «зчитати» інформацію з оливи та правильно її інтерпретувати

Хроматографічний аналіз трансформаторної оливи

Наразі найбільш відпрацьованим методом «зчитування» інформації з трансформаторної оливи є метод хроматографічного аналізу розчинених газів.

Якщо трансформатор працює нормально і бездефектно, то в оливі через деякий проміжок часу в невеликих кількостях з’являться двоокис і окис вуглецю, іноді метан, а також кисень і азот. Наявність інших газів свідчить про перебіг у трансформаторі небажаних процесів, наприклад, розкладання оливи та паперової ізоляції. Суть методу хроматографічного аналізу полягає у вимірі концентрацій розчинених в оливі газів. Ці концентрації надалі використовуються для визначення типу дефектів, що розвиваються.

Наведемо перелік ключових газів, поява яких в оливі найбільш характерна для дефектів трансформатора:

• водень – часткові розряди, іскрові та дугові розряди;
• ацетилен – електрична дуга, іскрові розряди;
• етилен – нагрівання оливи та твердої ізоляції до температури, що перевищує 600 °С;
• метан – олива та тверда ізоляція гріються до температур 400-600 °С, нагрівання ізоляції супроводжується розрядами;
• етан – олива та папір гріються до температур 300-400 °С;
• оксид та діоксид вуглецю – зволоження ізоляції, можливе старіння оливи та (або) паперу;
•  діоксид вуглецю – нагрівається паперова ізоляція.

Методики визначення та оцінки характеру дефектів трансформатора, що розвиваються, по концентрації розчинених газів

Методики визначення та оцінки характеру дефектів у трансформаторі здебільшого засновані на розрахунку співвідношення різних парів газів. Основна різниця полягає в кількості досліджуваних газів та комбінаціях парів цих газів. Наприклад, у методиці Роджерса використовується три співвідношення п’яти газів, методиці Дорненбурга – чотири співвідношення п’яти газів, методиці МЕК (IEC 60599) – три співвідношення п’яти газів тощо. Для вимірювання концентрацій газів використовується DGA-тестер (Аналізатор розчинених газів).

Однією з найпопулярніших є методика «Трикутник Дюваля». Не розрахунково-логічний, а графічний підхід до визначення дефектів трансформатора. Методика заснована на вимірюванні концентрації трьох газів – С2Н2, С2Н4, СН4. За чисельними значеннями цих концентрацій будується точка на графіку, поданому як трикутник. Згідно з методикою Дюваля, площа трикутника ділиться на сім зон, а кожна зона відповідає певному дефекту трансформатора. Залежно від цього, яку зону потрапляє точка, робиться висновок про вид дефекту.

Точка будується так. Отримані концентрації газів 2Н2, С2Н4, СН4 переводяться у відсоткові значення складу, кожен із яких відкладається на відповідній стороні трикутника. З кожної точки на стороні трикутника проводяться три лінії паралельно сторони і їх перетин дасть точку для діагностики дефекту.

Виникає питання: а чи існує простіша альтернатива трикутника Дюваля? Для отримання первинної інформації про стан трансформатора можна використовувати вимірювання концентрації та динаміку її зміни для одного газу – водню. Зазвичай цієї інформації достатньо як мінімум для того, щоб ухвалити обґрунтоване рішення щодо проведення глибшої діагностики на основі більшої кількості газів.

Причини виникнення та вимірювання водню в оливі

Водень з’являється в трансформаторній оливі як рекомбінаційний газ при розриві найслабших С-Н-зв’язків під дією часткових розрядів в результаті реакції іонізації.

Чому для отримання первинної інформації про стан трансформатора зручно використовувати водень? Існує кілька причин. По-перше, водень – це один із перших газів, що утворюються при виникненні проблем у трансформаторі. Він починає виділятися вже за нормальної температури 150 °С. По-друге, вимірювання водню в оливі зручно проводити через те, що цей газ характеризується низькою розчинністю в оливі і високою здатністю до дифузії, тому його легше виявити навіть у невеликих концентраціях, діагностувавши таким чином можливий дефект ще на початковому етапі.

Швидке визначення водню у трансформаторі дає запас часу для проведення повного хроматографічного аналізу розчинених газів (якщо це необхідно).

Аналізатор водню та вологості для трансформатора

Експрес-вимірювання водню Виконуються за допомогою спеціальних приладів. Один із таких приладів розроблений фахівцями компанії GlobeCore. Він отримав назву TOR-2.

Прилад для вимірювання рівня водню в оливі TOR-2 має компактні розміри та невелику масу, тому легко переноситься та транспортується до місця експлуатації трансформатора для аналізу відібраних проб. ТOR-2 надає потрібний набір параметрів для оперативної діагностики дефектів трансформатора. З його допомогою визначається водень у трансформаторній оливі та вміст води в мінеральних оливах та оливах на ефірній основі.

Основні переваги приладу TOR-2:

• навчання роботі з приладом займає лише кілька годин, а тестування оливи виконується однією людиною, просто і швидко;
• висока швидкість вимірів. Після відбору проби необхідно увімкнути прилад та запустити процес вимірювання. Перші результати будуть доступні на LCD-панелі вже за десять хвилин;
• для зручності експлуатації та обробки даних у приладі вбудований міні-принтер, за допомогою якого завжди можна роздрукувати чек з результатами випробувань;
• висока точність вимірювань, яка досягається за рахунок конструктивних особливостей датчиків та їх прямого контакту з оливою. На роботу ємнісного датчика вмісту вологи не впливають забруднення, які містяться в пробі оливи. А датчик водню виявляє лише водень і не чутливий до інших газів;
• прилад універсальний і може використовуватися для діагностики та запобігання розвиткові дефектів не тільки в трансформаторах, але і в маслонаповнених кабелях, високовольтних вводах, реакторах шунтуючих і пристроях РПН.
• Таким чином, електроенергетичні компанії одержують просте рішення, яке забезпечує безаварійну роботу електротехнічного обладнання.

Для отримання додаткової інформації скористайтесь одним із контактів, який ви можете знайти в відповідному розділі сайту.