가스 크로마토 그래피를 사용한 대규모 변압기 고장에 대한 포괄적 인 분석
가스 크로마토 그래피 (GC)는 가스 및 휘발성 물질을 탐지하고 분석하는 데 일반적으로 사용되는 강력한 분석 기술입니다. 큰 변압기 결함 진단의 맥락에서, GC는 변압기 오일에서 용해 된 가스의 검출에 중요한 역할을하며, 이는 과열, 아르싱 또는 절연 분해와 같은 다양한 내부 결함을 나타낼 수 있습니다. 이 방법은 변압기의 건강에 대한 귀중한 통찰력을 제공하여 결함을 조기 탐지하고 치명적인 실패를 방지 할 수 있습니다.
1. 변압기 결함 진단에서 가스 크로마토 그래피의 원리
가스 크로마토 그래피는 변압기 오일에 존재하는 가스 분리 및 정량화를 기반으로합니다. 변압기가 정상적으로 작동하면 오일은 절연 매체 역할을합니다. 그러나, 비정상적인 조건 또는 내부 결함 동안, 오일은 화학적 변화를 겪고, GC를 사용하여 검출 될 수있는 용존 가스를 방출한다.
변압기 결함 진단에 관심있는 1 차 가스는 다음과 같습니다.
수소 (H₂): 종종 과열 또는 부분 방전의 결과.
메탄 (ch₄): 아크 또는 심한 과열을 나타냅니다.
에틸렌 (c₂h (): 일반적으로 단열재의 열 저하와 같은 심각한 결함과 연결됩니다.
아세틸렌 (C (H₂): 특히 단락의 경우 전기 아크의 주요 지표.
일산화탄소 (CO) 및 이산화탄소 (CO₂): 고온에서 셀룰로오스 단열재의 분해와 관련이 있습니다.
에탄 (c₆h₂): 부분 방전 또는 과열을 포함한 다양한 유형의 결함에 연결할 수 있습니다.
가스 크로마토 그래피는 분자 특성에 따라 이들 가스를 분리하고 농도를 정량화합니다. 가스 농도의 패턴은 결함의 유형 및 심각도에 관한 귀중한 진단 정보를 제공 할 수 있습니다.
2. 결함 진단에서 가스 크로마토 그래피
GC를 사용하여 변압기 오일에 용해 된 가스의 분석은 다음을 포함한 특정 결함을 식별 할 수 있습니다.
과열: 높은 수준의 에틸렌 (C₂H₄) 및 에탄 (CATENE)은 과도한 하중 또는 불충분 한 냉각으로 인해 변압기의 과열을 시사합니다. 높은 수준의 수소 (HIT)는 또한 부분 방전을 나타낼 수 있습니다.
아크: 아세틸렌 (C₂H₂)의 존재는 변압기 내부의 전기 아크와 밀접한 상관 관계가있다. 아세틸렌은 오일이 전기 고장을 겪을 때 생성되어 변압기의 단열 및 권선에 심각한 손상을 일으킬 수 있습니다.
부분 배출: 소량의 에틸렌 (C₂H₄)과 결합 된 낮은 수준의 수소 (HAT) 및 메탄 (CHAT)은 종종 부분 방전 활성을 나타냅니다. 이것은 치료되지 않은 상태로두면 전체 실패로 확대 될 수있는 국소 단열 고장의 징후입니다.
절연 저하: 상당한 양의 일산화탄소 (CO) 및 이산화탄소 (COS)의 검출은 변압기 내부의 셀룰로오스 절연 (종이)의 분해를 가리킨다. 이 과정은 종종 과도한 온도 상승 또는 단열재에 대한 긴 응력의 결과입니다.
짧은 - 회로 결함: 단락의 경우, 강한 아크의 결과로 고농도의 아세틸렌 (CATER)과 함께 수소 (HAT) 및 메탄 (CHAT) 수준의 증가가 일반적으로 관찰됩니다.
3. 가스 분석 및 해석
가스가 GC 시스템에 의해 분리되면, 이들의 농도는 결함 유형 및 심각도를 식별하기 위해 확립 된 진단 가이드 라인과 비교됩니다. 가장 일반적으로 사용되는 진단 방법은 다음과 같습니다.
DGA (용해 된 가스 분석): DGA는 변압기 오일을 분석하는 주요 방법입니다. 가스의 다른 비율과 농도는 결함 유형을 분류하는 데 사용됩니다. 다음을 포함하여 DGA 데이터를 해석하는 몇 가지 주요 방법이 있습니다.
키 가스 방법: 결함 유형을 진단하기 위해 아세틸렌 (C₂H₂) 및 에틸렌 (CATER)과 같은 주요 가스의 존재에 중점을 둡니다.
로저의 비율: 결함 심각도를 평가하기 위해 수소 (HAT), 메탄 (CHAT), 에탄 (CATEN) 및 에틸렌 (CATER)의 농도를 비교합니다.
IEC 60599 방법: 가스 농도 및 비율에 따라 결함 진단을 제공하는 표준 방법.
가스 패턴 분석: 가스 패턴은 결함에 대한 자세한 정보를 제공 할 수 있습니다. 예를 들어:
메탄과 에틸렌을 사용한 높은 수소부분 배출을 나타낼 수 있습니다.
높은 수준의 아세틸렌, 메탄 및 에틸렌심한 아크 결함을 제안하십시오.
높은 수준의 일산화탄소 및 이산화탄소절연 저하를 나타냅니다.
4. 변압기 결함 처리 및보고
GC 분석 후 결과를 해석하고 유지 보수 또는 수리의 다음 단계를 결정하는 데 도움이됩니다. 주요 조치는 다음과 같습니다.
트렌드 모니터링: 가스 크로마토 그래피 분석을 정기적으로 수행함으로써 시간이 지남에 따라 가스 농도의 추세를 모니터링 할 수 있습니다. 특정 가스, 특히 아세틸렌 (CATER)의 농도가 갑자기 증가하면 즉시 조사를 시작해야합니다.
결함 진단 및 분류: GC 분석 결과는 결함 유형 (예 : 과열, 아크, 절연 저하)을 분류하고 심각도에 따라 시정 조치를 우선시하는 데 사용될 수 있습니다.
예방 유지 보수: 가스 축적의 조기 감지 및 결함 유형 이해는 단열재 교체, 오일 여과 또는 변압기 셧다운을 포함한 사전 유지 보수 측정을 가능하게하여 추가 손상을 방지 할 수 있습니다.
5. 결론
가스 크로마토 그래피는 큰 변압기 고장의 포괄적 인 분석에서 중요한 역할을합니다. 변압기 오일에서 용해 된 가스를 모니터링함으로써 GC는 과열, 아크, 절연 저하 및 부분 방전과 같은 다양한 결함 유형을 진단하는 데 도움이됩니다. 정기적 인 가스 분석은 변압기 문제를 조기 탐지하는 데 필수적이므로 연산자는 주요 손상이 발생하기 전에 시정 조치를 취할 수 있습니다. 확립 된 결함 진단 방법을 사용한 GC 데이터의 적절한 해석은 변압기의 수명을 크게 연장하고 전기 그리드의 신뢰성을 향상시킬 수 있습니다.
