ما معنى تركيزات الغاز المختلفة في تحليل الغاز المذاب في محول مملوء بالزيت؟

وفي مجال توزيع الطاقة والبنية التحتية الكهربائية، تلعب المحولات المملوءة بالنفط دورًا محوريًا. كمورد رئيسي لمحول الطاقة المغمور بالزيت,محول عزل أحادي الطور مغمور بالزيت، ومحول مثبت على عمود مغمور بالزيتإنني أفهم الأهمية الحاسمة للحفاظ على هذه الأصول الحيوية. أحد أدوات التشخيص الأكثر فعالية المتاحة لنا هو تحليل الغاز المذاب (DGA). في هذه المدونة، سوف أتعمق في المعنى الكامن وراء تركيزات الغاز المختلفة في DGA للمحولات المملوءة بالزيت، وألقي الضوء على ما يمكن أن تخبرنا به هذه القراءات عن صحة وأداء هذه الأجهزة الأساسية.

فهم تحليل الغاز المذاب (DGA)

تحليل الغاز المذاب هو طريقة اختبار غير مدمرة تستخدم لمراقبة حالة المحولات المملوءة بالزيت. مع مرور الوقت، يمكن أن يتحلل الزيت العازل والورق داخل المحول بسبب عوامل مختلفة مثل الإجهاد الحراري، والقوس الكهربائي، والأكسدة. تولد عملية التحلل هذه غازات تذوب في الزيت العازل. ومن خلال تحليل أنواع وتركيزات هذه الغازات، يمكننا اكتشاف العلامات المبكرة للمشاكل المحتملة، مما يسمح بإجراء الصيانة في الوقت المناسب ومنع الأعطال المكلفة.

الغازات الرئيسية وأهميتها

الهيدروجين (H₂)

غالبًا ما يكون الهيدروجين هو الغاز الأول الذي يظهر في الزيت العازل عندما يتعرض المحول لإجهاد حراري أو كهربائي. ويمكن إنتاجه عن طريق تحلل الماء الموجود في الزيت، أو انهيار عزل السليلوز، أو التفريغ الكهربائي. قد تشير المستويات المنخفضة من الهيدروجين (ما يصل إلى بضع مئات من الأجزاء في المليون) إلى عمليات الشيخوخة الطبيعية، ولكن الزيادة المفاجئة في تركيز الهيدروجين يمكن أن تشير إلى مشكلة أكثر خطورة، مثل ارتفاع درجة الحرارة أو القوس الكهربائي.

الميثان (CH₄)

الميثان هو غاز مهم آخر يجب مراقبته. يتم إنتاجه بشكل أساسي عن طريق التحلل الحراري للزيت العازل. كما هو الحال مع الهيدروجين، تعتبر المستويات المنخفضة من الميثان طبيعية، ولكن الزيادة الكبيرة قد تشير إلى ارتفاع درجة الحرارة المحلية داخل المحول. ويمكن أيضًا أن يتواجد الميثان مع غازات أخرى، مما يوفر أدلة إضافية حول طبيعة المشكلة.

الإيثان (C₂H₆)

يتم إنتاج الإيثان في ظل ظروف حرارية، عادة عند درجات حرارة أعلى من 300 درجة مئوية. وغالبًا ما يرتبط ذلك بارتفاع درجة حرارة الزيت العازل ببطء وطويل الأمد. قد تشير الزيادة في تركيز الإيثان، خاصة عندما تكون مصحوبة بغازات هيدروكربونية أخرى، إلى تدهور تدريجي لنظام العزل.

الإيثيلين (C₂H₄)

يعتبر الإيثيلين مؤشرًا رئيسيًا للإجهاد الحراري الناتج عن درجات الحرارة العالية. يتم إنتاجه عندما يتعرض الزيت العازل لدرجات حرارة أعلى من 500 درجة مئوية. يمكن أن يكون الارتفاع المفاجئ في تركيز الإيثيلين علامة على ارتفاع درجة الحرارة الشديد، مثل ماس كهربائى أو عطل داخل ملف المحول.

الأسيتيلين (C₂H₂)

الأسيتيلين هو الغاز الأكثر أهمية الذي يجب مراقبته في DGA. يتم إنتاجه عن طريق الانحناء الكهربائي عالي الطاقة، والذي يمكن أن يحدث بسبب العزل الخاطئ، أو التوصيلات الفضفاضة، أو مشاكل كهربائية أخرى. وحتى الكميات الضئيلة من الأسيتيلين (أقل من 1 جزء في المليون) ينبغي فحصها على الفور، لأنها يمكن أن تشير إلى حالة خطيرة وربما خطيرة.

أول أكسيد الكربون (CO) وثاني أكسيد الكربون (CO₂)

يتم إنتاج أول أكسيد الكربون وثاني أكسيد الكربون عن طريق الأكسدة والتحلل الحراري لعزل السليلوز. في حين أن هذه الغازات موجودة في جميع المحولات إلى حد ما، فإن الزيادة الكبيرة في تركيزاتها يمكن أن تشير إلى الحمل الحراري الزائد أو وجود مشكلة في عملية التجفيف أثناء تصنيع المحولات. يمكن أن توفر النسب غير الطبيعية لثاني أكسيد الكربون إلى ثاني أكسيد الكربون أيضًا معلومات قيمة حول نوع وشدة تدهور العزل.

تفسير تركيزات الغاز باستخدام طرق النسبة

لتفسير نتائج DGA بدقة، غالبًا ما يستخدم المهندسون طرق النسبة، مثل مثلث دوفال وطريقة نسبة روجرز. تتضمن هذه الطرق حساب النسب بين الغازات المختلفة ومقارنتها بالمعايير أو المبادئ التوجيهية المعمول بها. ومن خلال تحليل هذه النسب يمكننا تحديد نوع العطل (مثلاً حراري أو كهربائي) وتقدير مدى خطورة المشكلة.

على سبيل المثال، ترسم طريقة مثلث دوفال تركيزات الميثان والإيثيلين والأسيتيلين على رسم بياني مثلثي. تتوافق المناطق المختلفة للمثلث مع أنواع مختلفة من الأعطال، مثل الأعطال الحرارية ذات درجات الحرارة المنخفضة، والأعطال الحرارية ذات درجات الحرارة العالية، والقوس الكهربائي. ومن خلال تحديد موقع تركيزات الغاز على المثلث، يمكننا تحديد السبب المحتمل للمشكلة بسرعة واتخاذ الإجراء المناسب.

أهمية اختبار DGA المنتظم

يعد اختبار DGA المنتظم ضروريًا لضمان التشغيل الموثوق للمحولات المملوءة بالزيت. ومن خلال مراقبة تركيزات الغاز مع مرور الوقت، يمكننا اكتشاف الاتجاهات والتغيرات التي قد تشير إلى بداية المشكلة. يتيح الاكتشاف المبكر إجراء صيانة استباقية، والتي يمكن أن تمنع الأعطال المكلفة، وتقلل من وقت التوقف عن العمل، وتطيل عمر المحول.

بالإضافة إلى الاختبارات المنتظمة، من المهم أيضًا تحديد تركيزات الغاز الأساسية لكل محول. توفر بيانات خط الأساس هذه نقطة مرجعية للمقارنات المستقبلية وتساعد على تحديد مستويات الغاز غير الطبيعية. وينبغي إجراء المزيد من التحقيق في أي انحراف كبير عن خط الأساس لتحديد السبب واتخاذ الإجراء التصحيحي المناسب.

خاتمة

باعتباري موردًا للمحولات المملوءة بالنفط عالية الجودة، فإنني أدرك أهمية الحفاظ على هذه الأصول الحيوية. يعد تحليل الغاز المذاب أداة قوية تسمح لنا بمراقبة حالة المحولات واكتشاف المشكلات المحتملة مبكرًا. من خلال فهم المعنى الكامن وراء تركيزات الغاز المختلفة واستخدام طرق النسبة لتفسير النتائج، يمكننا اتخاذ قرارات مستنيرة بشأن الصيانة والإصلاحات، مما يضمن التشغيل الموثوق لمحولاتنا.

إذا كنت في السوق لشراء محولات مملوءة بالزيت أو كنت بحاجة إلى مساعدة في صيانة المحولات وتشخيصها، فأنا أدعوك إلى الاتصال بنا. فريق الخبراء لدينا على استعداد لتزويدك بأعلى مستوى من الخدمة والدعم. دعونا نعمل معًا لضمان نجاح البنية التحتية الكهربائية الخاصة بك.

مراجع

• إمسلي، آم، وستيفينز، جي. (2000). طبيعة التقادم الكيميائي في أنظمة العزل الورقية الزيتية المستخدمة في محطات الكهرباء. وقائع IEE - العلوم والقياس والتكنولوجيا، 147(3)، 149-154.
• دليل IEEE لتفسير الغازات المتولدة في المحولات المغمورة بالزيت (IEEE C57.104-2008).
• دوفال، م. (1990). يقدم منشور جديد للجنة الكهروتقنية الدولية (IEC) طريقة "مثلث دوفال" لتشخيص الأخطاء الأولية في المحولات. مجلة IEEE للعوازل الكهربائية، 6(6)، 18-24.