Главная » 2015 » Октябрь » 28 » Serveron White Paper: DGA Diagnostic Methods. Сумма газов. Метод ключевого газа.
08:35
Serveron White Paper: DGA Diagnostic Methods. Сумма газов. Метод ключевого газа.

От переводчика: 

    Продолжаем читать Serveron White Paper: DGA Diagnostic Methods

    В третьей части рассмотрены диагностические критерии, основанные на сумме растворённых в масле горючих газов, горючих газов в надмасленном пространстве. Большое внимание уделено методу ключевого газа (из стандарта IEEE C57.104), разобраны основные заблуждения при его применении. Честно говоря, я не слышал, чтобы при диагностике трансформаторов у нас ссылались на этот метод, но в то же время он в несколько расширенном виде приведён в разделе 2 РД 153-34.0-46.302-00. 

    Особенно важным мне кажется разбор основных ошибок при диагностировании трансформаторов, когда опираясь только на концентрацию одного преобладающего газа пытаются ставить диагноз.


 

    Ссылки на предыдущие части:

    Часть 1 - Serveron White Paper: DGA Diagnostic Methods. Надёжность трансформаторного парка

    Часть 2 - Serveron White Paper: DGA Diagnostic Methods. Диагностические методы

 

    Существует группа диагностических методов, которые основаны не на соотношениях пар газов. В частности, к ним относятся процедуры проверки суммы концентраций горючих газов в надмасляном пространстве и суммы концентраций растворённых в масле горючих газов. Данные процедуры могут быть найдены стандарте IEEE и исторически пришли из Северной Америки, где в воздухе шахт анализировали сумму горючих газов. Эти методы являются скорее индикаторными, так как при диагностировании трансформаторов они не позволяют определить тип дефекта. В целом важна тенденция: если рост концентраций есть, значит в трансформаторе развивается дефект. В стандарте IEEE C57.104 их рекомендуют применять совместно с другими диагностическими методами для постановки верного диагноза. Отдельно отметим, что на практике всегда важно пользоваться несколькими методами, поскольку в этом случае обеспечивается еще и надёжность диагностирования за счёт самопроверки.

    Следующий диагностический метод - это метод ключевого газа. Он является одним из наиболее часто используемых и в тоже время одним из наименее точных. Это приводит к большому числу неверных диагноз при анализе состояния трансформаторов. Почему же данный метод используется, если он столь не точен? Ответ прост — он лёгок в применении, основан на "штампах" и потому может применяться очень быстро. Давайте разберём недостатки этого метода более подробно.

    Ключевые газы определены в IEEE C57.104 как "газы, которые выделяются в маслонаполненных трансформаторах и которые могут быть использованы для качественного определения типа дефекта, основываясь том, какой газ при какой температуре является превалирующим". В таблице 1 приведены ключевые газы и дефекты, которым они сопутствуют.

Таблица 1 - Метод ключевого газа

Метод ключевого газа

   

    Данный метод предлагает ставить диагноз, вычисляя доли ключевых газов в сумме всех определяемых газов. Полученные соотношения определяют тип дефекта. Четыре основных типа дефектов и соответствующие им пропорции газов приведены на рисунке 1.
 

Рисунок 1 - пропорции газов при различных типах дефектов
 

    Рисунок 1 — Пропорции газов при различных типах дефектов 

    Есть несколько проблем, которые привносят неточность в метод ключевого газа:

  1. определены только 4 типа дефектов, в то время как другие диагностические методы предлагают большее число диагнозов;
  2. зачастую в трансформаторе пропорции газов отличаются от эталонных, предложенных в IEEE, поэтому диагност должен принимать "волевое решение" о том, какой же дефект в трансформаторе.
  3. нередко специалисты забывают о том, что это метод качественный и трактуют его результаты как точные.

    Исследования, основанные на базе данных МЭК, в которую входит большое число проверок трансформаторов, показывают, что метод ключевого газа даёт ошибочный результат в 58% случаев. На основании этого считается, что метод ключевого газа либо не должен применяться либо должен рассматриваться как побочный по отношению к описанным ниже подходам (будут приведены в следующих частях перевода - прим. переводчика).

    Проблема становится более серьезной, когда применяется "модифицированный" вариант метода ключевого газа. Он не описана ни в одном нормативном документе, не подтвержден опытами. В его основе лежит проверка только одного преобладающего газа [а не всей картины, как на рисунке 1]. При это не берутся во внимание допустимые и предельно допустимые концентрации газов; только "волевое решение" диагноста определяет степень тяжести дефекта. Этот метод основан на ряде предположений, которые анализируются ниже:

    Предположение №1:

    Ацетилен в трансформаторе следствие дуги. Поэтому возможно диагностировать наличие дуги основываясь только на его концентрации.

    Анализ:
    Данное предположение не позволяет узнать диагносту природу дуги. Это может быть усилившиеся искрение при плохом контакте в цепи заземления или ранняя стадия высокоэнергетических разрядов. А может быть это ацетилен, выделяющийся в месте локального сильного нагрева, а совсем не из-за дугового разряда. А ещё есть вариант перетока масла из бака РПН в бак трансформатора. Как видно, без рассмотрения соотношений ацетилена и других газов невозможно установить, какой именно дефект развивается в трансформаторе. Такой грубый подход может привести как к переоценке тяжести дефекта, так и к её недооценке (что, очевидно, значительно хуже).

 

    Предположение №2: 

    СО в трансформаторе признак перегрева бумажной изоляции, поэтому возможно диагностировать ухудшение её состояния только на основании концентрации СО.

    Анализ:
    Основываясь на упомянутой ранее базе данных МЭК, было установлено, что если диагностирование производится только на основании концентрации СО, 65% заключений о состоянии трансформаторов неверны.
Более того, рост концентрации СО во время работы трансформатора далеко не всегда означает наличие дефекта, затрагивающего бумажную изоляцию. Это в большей степени зависит от соответствующей концентрации СО2. В самом деле, в большом числе случаев рост концентрации СО вызван окислением масла в результате нагрева. Это возможно даже в трансформаторах, которые оснащены системами защиты масла от контакта с окружающей средой, поскольку небольшое число кислорода всё же будет проникать внутрь бака.
Концентрация СО сама по себе не является надёжным индикатором локального повреждения бумажной изоляции потому что: а) СО растворяется в большом объёме масла(что при малом объёме повреждённой бумаги создаст впечатление отсутствия дефекта), б) из-за изменений температуры окружающей среды и уровня нагрузки происходит постоянный переход СО из бумаги в масло и обратно, в) СО может уходить в атмосферу из бака трансформатора: интенсивность этого процесса зависит от типа защиты масла и того, насколько бак герметичен.

    Предположение №3:

    Водород является показателем как частичных разрядов, так и других дефектов, поэтому важно измерять концентрацию водорода.

    Анализ:
    Концентрация водорода растёт при развитии практически любого дефекта и поэтому правильнее рассматривать водород как индикаторный, а не как диагностический газ. Для диагностирования зарождающегося дефекта водород необходимо рассматривать в связке с остальными растворёнными в масле газами. К сожалению, рассмотренные только что СО, С2Н2 и Н2 вместе позволяют составить только одно соотношение, используемое в диагностике — Н22Н2, — которое покажет наличие или отсутствие перетока масла между баками трансформатора и РПН. Использование метана вместо водорода повышает качество диагностирования методами, основанными на рассмотрении отношений пар газов. Одной из причин этого является высокая "летучесть" водорода, которая часто не позволяет получить точную концентрацию его в масле, поскольку на каждом из этапов отбора пробы и проведения анализа часть водорода может уйти в атмосферу.

    "Модифицированный" метод ключевого газа не оценивался формально на предмет точности, так как это, фактически, недокументированный метод. В тоже время, приведённый в IEEE C57.104 метод ключевого газа даёт наихудшие результаты анализа по сравнению с другими диагностическими методами, описанными в нашем обзоре, но при этом на голову выше "модифицированного". В дальнейшем, с ростом популярности непрерывного диагностирования по АРГ (он-лайн диагностирования) с помощью приборов, установленных на трансформаторе, этот метод может приводить к ещё большему числу проблем, потому что имея в распоряжении только три газа (для многих приборов это как раз СО, С2Н2 и Н2) невозможно применить ни один из методов, основанных на соотношениях пар газов, что может привести в распространению упрощенного ("штампового") подхода к диагностированию.

 

Категория: Диагностика | Просмотров: 816 | Добавил: konstov | Рейтинг: 0.0/0
Всего комментариев: 0
avatar