آنالیز گاز تجزیه شده و فوران روغن ترانسفورماتور

در این مقاله قصد داریم به آنالیز گاز تجزیه شده روغن ترانسفورماتور و فوران روغن بپردازیم.

فهرست مطالب

• 1- آزمایش و آنالیز گاز تجزیه شده (DGA)  روغن ترانسفورماتور
• 2- گازهای موجود در روغن
• 3- تجزیه و تحلیل فوران [2]روغن ترانسفورماتور

————————————————–

1- آزمایش و آنالیز گاز تجزیه شده (DGA)  روغن ترانسفورماتور

آزمایش و آنالیز گاز تجزیه شده (Dissolved gas analysis ) مطالعه گازهای حل‌شده در روغن ترانسفورماتوراست . همچنین به آن تست DGA گفته‌میشود.

هر وقت یک ترانسفورماتور تحت فشارهای حرارتی و الکتریکی غیر طبیعی قرارمیگیرد ،بعلت تجزیه روغن ترانسفورماتور ، گازهای خاصی تولید می شود. هنگامی که خطا بزرگ باشد تولید گازهای تجزیه شده قابل توجه‌است و آنها در رله بوخهلتس جمع‌میشوند .

اما هنگامی که فشارهای حرارتی و الکتریکی غیر طبیعی به طور قابل توجهی زیاد نباشد ،گازها به دلیل تجزیه روغن ترانسفورماتور ، زمان کافی برای حل شدن در روغن به دست میآورند. از این رو تنها با نظارت بر رله بوخهلتس نمیتوان وضعیت سلامت داخلی کل ترانسفورماتور برق را پیش بینی کرد. به همین دلیل لازم است تا تعدادی گازهای مختلف حل شده در روغن ترانسفورماتور در حال کار تجزیه و تحلیل شود. با استفاده از DGA روغن ترانسفورماتور میتوان وضعیت واقعی سلامت داخلی ترانسفورماتور را پیش بینی‌کرد.

برای بدست آوردن و داشتن اطلاعات در مورد سلامت داخلی ترانسفورماتور در طول عمر آن ، انجام آزمایش DGA روغن ترانسفورماتور به صورت روتین توصیه‌میشود. در آزمایش DGA ، گازهای موجود در روغن استخراج و تجزیه و تحلیل میشوند تا مقدار گازها در مقدار مشخصی از روغن تعیین شود. با مشاهده درصد گازهای مختلف موجود در روغن میتوانید وضعیت داخلی ترانسفورماتور را پیش بینی‌کنید.

————————————————–

2- گازهای موجود در روغن

به طور کلی، گازهای موجود در روغن در حال کار به این شرح‌است :        

• هیدروژن (H 2 )
• متان (CH 4 )
• اتان (C 2 H 6 )
• اتیلن (C 2 H 4 )
• استیلن (C 2 H 3 )
• مونوکسید کربن ( CO)
• دی اکسید کربن (CO 2 )
• نیتروژن (N 2 )
• و اکسیژن ( O 2 )

متداول ترین روش برای تعیین محتوای این گازها در روغن ، استفاده از دستگاه استخراج گاز خلاء و کروماتوگرافی های گازی‌است. با استفاده از دستگاه  کروماتوگراف ، گازها با هم زدن آن تحت خلاء از روغن استخراج می‌شوند. این گازهای استخراج‌شده برای اندازه گیری هر جزء در کروماتوگراف های گازی معرفی‌میشوند. به طور کلی اگر دمای داخلی ترانسفورماتور قدرت از 150 درجه سانتیگراد به 300 درجه سانتیگراد به دلیل فشارهای حرارتی غیر طبیعی بالا رود هیدروژن و متان به مقدار زیادی تولیدمیشوند . اگر درجه حرارت  از 300 درجه سانتی گراد بالاتر برود اتیلن (C₂H₄)  به مقدار زیادی ایجادمیشود. در درجه حرارت بالاتر از 700 درجه سانتی گراد مقدار زیادی هیدروژن (H₂) و اتیلن (C₂H₄) ایجادمیشود

اتیلن (C₂H₄) نشانه وجود یک نقطه داغ با درجه حرارت بسیار بالا در داخل ترانسفورماتوراست .اگر در طول تست DGA روغن ترانسفورماتور ، CO  و CO₂ در مقادیر زیادی یافت شود پیش بینی میشود تجزیه عایق وجود داشته باشد.

شکل زیر وجود گازهای مختلف در سطح طبیعی و همچنین ترکیب گازها در افزایش دمای ترانس را نشان‌میدهد:

————————————————–

3- تجزیه و تحلیل فوران [2]روغن ترانسفورماتور

هسته ترانسفورماتور و سیم پیچ عمدتا عایق كاغذی دارند. ساختار کاغذ سلولزی‌است. ساختار سلولز زنجیره ای طولانی از مولکول هااست.

در یک ترانسفورماتور ، اثر پیری عایق کاغذی به دلیل اکسیداسیون موجود در روغن تسریع میشود. وقتی عایق کاغذ از نظر مکانیکی ضعیف‌میشود نمیتواند در برابر فشارهای مکانیکی اعمال‌شده در طول اتصال کوتاه الکتریکی مقاومت کند که منجر به خرابی الکتریکی‌میشود.

بنابراین لازم است که شرایط عایق کاغذی در داخل ترانسفورماتور قدرت کنترل‌شود. بیرون آوردن یک قطعه عایق کاغذ از یک ترانسفورماتور در حال کار برای آزمایش ممکن نیست. اما ما به اندازه کافی خوش شانس هستیم که یک تکنیک آزمایش وجود دارد که می توانیم شرایط عایق کاغذی را بدون لمس آن بررسی کنیم.

اگرچه با تجزیه و تحلیل گاز محلول میتوان وضعیت عایق کاغذ را در درجه اول پیش بینی کرد ، اما روشی بسیار دقیق نیست.که اگر نسبت CO 2 و CO در نتایج DGA بیش از 11 باشد ، پیش بینی‌میشود که شرایط عایق کاغذ در داخل ترانسفورماتور ضعیف‌است.

و در ادامه

عایق سلولز سالم این بازه را در بازه 4 تا 11 میدهد. اما هنوز روشی بسیار دقیق برای نظارت بر وضعیت عایق بندی کاغذ نیست. زیرا گازهای CO 2 و CO همچنین در هنگام تجزیه روغن تولیدمیشوند و بعضی اوقات این نسبت ممکن‌است پیش بینی را به اشتباه بیان کند.

بعد از اینکه کاغذ به روغن آغشته‌شد ، در اثر گرما آسیب میبیند و برخی ترکیبات حل شونده منحصر به فرد روغن به همراه CO 2 و CO در روغن ایجادمیشوند. و حل می‌شوند .این ترکیبات متعلق به گروه Furfuraldehyde (مايع‌ الدئيدى‌، فورفورال‌ بفرمول‌ ‏O‏H‏C ‏O ‏3‏H ‏4‏C )هستند. در بین تمام ترکیبات Furfural ترکیب  2- Furfural غالب‌است. این ترکیب خانواده Furfural تنها از گرم شدن مخرب سلولز یا کاغذ آزاد میشود.

آنالیز فوران بسیار دقیق‌است ، زیرا آسیب دیدن چند گرم کاغذ در روغن ترانسفورماتور قابل مشاهده‌است . حتی در یک ترانسفورماتور بزرگ. از افزایش درصد بالا رفتنFurfural در روغن ترانسفورماتور به مرور زمان برای ارزیابی شرایط و ماندگاری عایق کاغذ در ترانسفورماتور استفاده‌میشود.

————————————————–

مقالات مرتبط:

تست ترانسفورماتور | تستهای تایپ و تستهای روتین ترانسفورماتور

تست اسیدیته روغن عایق ترانسفورماتور

نمونه گیری روغن از تجهیزات الکتریکی غوطه ور در روغن

چک لیست نگهداری ترانس قدرت- ترانس جریان- ترانس ولتاژ

مقاله زبان اصلی:

Dissolved Gas Analysis (DGA) Test of Transformer Oil