Was ist die DGA -Analyse?
DGA (gelöste Gasanalyse) ist eine diagnostische Technik, mit der der Zustand der elektrischen Transformatoren und anderer Öl - gefüllte elektrische Geräte bewertet wird. Es umfasst das Extrahieren und Analysieren der im Isolieröl gelösten Gase, um sich entwickelnde Fehler zu erkennen und zu identifizieren.
Betrachten Sie es als "Bluttest für einen Transformator". So wie ein Arzt eine Blutprobe für bestimmte Marker analysiert, die auf gesundheitliche Probleme hinweisen, analysiert ein Ingenieur das Transformatoröl für bestimmte Gase, die auf interne Fehler hinweisen.
Warum ist es wichtig?
Transformatoröl (Isolieröl) serviert zwei primäre Zwecke: elektrische Isolierung und Kühlung. Wenn ein interner elektrischer oder thermischer Fehler auftritt, wird die Öl und die feste Isolierung (Papier, Pressebrett) betont, wodurch sie spezifische Gase zerlegt und freigesetzt werden.
Diese Gase lösen sich in das Öl auf. Durch die Ermittlung der Arten und Mengen dieser Gase können Experten:
Fehler frühzeitig erkennen, oft lange bevor sie ein katastrophales Versagen verursachen.
Diagnose der Art des Fehlers (z. B. Lichtbogen, Überhitzung, teilweise Entladung).
Bestimmen Sie die Schwere des Fehlers.
Planen Sie die Wartung proaktiv, verhindern Sie ungeplante Ausfälle und Einsparungen von Millionen Reparaturkosten.
Der Prozess der DGA
Die Analyse folgt einem standardisierten Prozess:
Probenerfassung: Eine kleine Ölprobe wird sorgfältig aus dem Transformator in eine versiegelte Spritze oder Flasche gezogen, um Gasverlust oder Kontamination zu verhindern.
Gasextraktion: Die gelösten Gase werden aus der Ölprobe in einem Labor extrahiert. Dies erfolgt typischerweise mit einem Vakuum oder durch Blasen eines inerten Gases durch die Probe (Stripping).
Gastrennung und Identifizierung: Das extrahierte Gasgemisch wird in einen Gaschromatograph (GC) injiziert. Der GC trennt die einzelnen Gase anhand ihrer Eigenschaften.
Quantifizierung: Ein Detektor innerhalb des GC misst die Konzentration jedes getrennten Gases, typischerweise in Teilen pro Million (ppm) oder Mikrolitern pro Liter (ul/l).
Interpretation: Ein Experten (oder diagnostische Software) interpretiert die Konzentrationen und Verhältnisse der Gase, um den Zustand des Transformators zu diagnostizieren.
Schlüsselgase und was sie anzeigen
Unterschiedliche Fehler erzeugen unterschiedliche Gasprofile. Die neun überwachten Gases sind:
| Schlüsselgas | Primäre Fehleranzeige |
|---|---|
| Wasserstoff (H₂) | Teilentladung (Corona), Lichtbogen, schwere Überhitzung |
| Methan (Ch₄) | Allgemeiner Fehlerindikator, häufig aus Ölausfall |
| Ethan (C₂h₆) | Überhitzung niedrigerer Energie (Öl) |
| Ethylen (C₂h₄) | Classic marker for high-temperature thermal faults (>700 Grad) in Öl |
| Acetylen (C₂h₂) | Der bedeutendste Indikator für elektrische Lichtbogen oder sehr extreme thermische Fehler |
| Kohlenmonoxid (CO) | Überhitzung der festen Celluloseisolierung (Papier, Holz) |
| Kohlendioxid (Co₂) | Allgemeines Altern und Überhitzung von fester Isolierung (weniger spezifisch als CO) |
| Sauerstoff (O₂) | Indikator für die Integrität der Dichtung und die Gesundheit des Ölschutzes |
| Stickstoff (N₂) | Als inerte Decke verwendet; Sein Niveau wird auf die Systemintegrität überwacht |
So interpretieren Sie die Ergebnisse: Schlüsselmethoden
Interpretation ist der kritischste Schritt. Ingenieure verwenden mehrere etablierte Methoden, häufig in Kombination:
Rogers -Verhältnis Methode: Verwendet Verhältnisse spezifischer Gaspaare (z. B. Ch₄/H₂, C₂h₂/C₂h₄, C₂h₂/Ch₄), um den Fehlertyp zu bestimmen. Die Verhältnisse werden gegen eine vordefinierte Tabelle überprüft, um den Fehler zu klassifizieren.
Duval -Dreieck: Eine sehr beliebte und zuverlässige grafische Methode. Die relativen Prozentsätze von drei Schlüsselgasen (Ch₄, C₂h₂, C₂h₄) werden in einem dreieckigen Diagramm aufgetragen. Die Zone, in der der Punkt fällt, zeigt den wahrscheinlichsten Fehlertyp an (z. B. Pd, D1/D2 thermisch, t1/t2/t3 thermisch, elektrisches Lichtbogen).
IEC 60599 Code: Eine standardisierte Methode (aus der internationalen elektrotechnischen Kommission), die sowohl Gaskonzentrationsgrenzen als auch Gasverhältnisse verwendet, um Fehler in Kategorien wie Teilentladung, Überhitzung und Lichtbogen zu klassifizieren.
Key Gas Method: A simpler method that looks at which gas is most dominant to point towards a general fault type (e.g., high CO -> paper overheating; high C₂H₂ ->Lichtbogen).
Gemeinsame Fehler, die durch DGA identifiziert wurden
Partielle Entladung (PD) / Corona: niedrig - Energie Elektrische Entladungen, die hauptsächlich H₂ und Ch₄ erzeugen.
Wärmefehler (Überhitzung):
Niedrige Temperatur (<300°C): Produces CH₄.
Mittlere Temperatur (300 Grad - 700 Grad): Erzeugt C₂h₄, C₂h₆ und Ch₄.
High Temperature (>700 Grad): Erzeugt ein hohes Maß an C₂h₄ und einige H₂.
Elektrisches Lichtbogen: Ein hohes Energieabfluss, der große Mengen an H₂ und C₂h₂ erzeugt, zusammen mit signifikanten C₂h₄.
Zellulose (Papier) Überhitzung: Identifiziert durch hohe Spiegel an Kohlenmonoxid (CO) und Kohlendioxid (CO₂). Das Co/Co₂ -Verhältnis wird ebenfalls analysiert.
Standards und Best Practices
DGA wird nach internationalen Maßstäben regiert, um Konsistenz und Genauigkeit zu gewährleisten, insbesondere:
ASTM D 3612 - Standard -Testmethode zur Analyse von Gasen, die durch Gaschromatographie in elektrischem Isolieröl gelöst sind.
IEC 60599 - Mineralöl - imprägnierte elektrische Geräte im Dienst - Handbuch zur Interpretation der Analyse der gelösten und freien Gase.
Zusammenfassend ist DGA ein leistungsstarkes, nicht {- invasives und prädiktives Wartungsinstrument, das für die Gewährleistung der Zuverlässigkeit und Langlebigkeit kritischer Leistungstransformatoren im elektrischen Netz wesentlich ist. Durch "Zuhören" auf die Gase im Öl können die Versorgungsunternehmen von der reaktiven Wartung auf proaktive, Bedingung - basierende Wartung wechseln.