การทดสอบ DGA คืออะไร และเหตุใดจึงมีความสำคัญ

เมื่อคุณจัดการหม้อแปลงที่แช่น้ำมัน น้ำมันที่เป็นฉนวนภายในถังเป็นมากกว่าแค่สารหล่อเย็น แต่ยังเป็นพยานอย่างเงียบๆ ต่อทุกสิ่งที่เกิดขึ้นภายในขดลวดและแกนกลาง การทดสอบการวิเคราะห์ก๊าซที่ละลายน้ำ (DGA) อ่านคำให้การของพยานโดยการวัดประเภทและปริมาณของก๊าซที่ละลายในน้ำมัน ก๊าซเหล่านี้เกิดขึ้นจากความเค้นความร้อนและไฟฟ้าที่วางอยู่บนระบบฉนวนระหว่างการทำงาน

หลักการนี้เป็นที่รู้จักมาตั้งแต่ปี 1928 และยังคงเป็นเครื่องมือตรวจจับข้อบกพร่องตั้งแต่เนิ่นๆ ที่คุ้มค่าที่สุดสำหรับวิศวกรซ่อมบำรุง DGA มีความสำคัญเนื่องจากสามารถระบุปัญหาที่กำลังพัฒนา เช่น ความร้อนสูงเกินไป การคายประจุบางส่วน หรือการอาร์ค ในขณะที่ยังคงสามารถจัดการได้ การตรวจจับข้อผิดพลาดตั้งแต่เริ่มต้นสามารถป้องกันความล้มเหลวของหม้อแปลงที่รุนแรงได้ ซึ่งจะช่วยหลีกเลี่ยงการหยุดทำงานโดยไม่ได้วางแผน การซ่อมแซมที่มีราคาแพง และอันตรายด้านความปลอดภัยที่อาจเกิดขึ้น ควบคู่ไปกับความครบครัน กลุ่มผลิตภัณฑ์หม้อแปลงแช่น้ำมัน จากผู้ผลิตที่มีการควบคุมคุณภาพอย่างเข้มงวด โปรแกรม DGA ที่แข็งแกร่งเป็นแกนหลักของกลยุทธ์การจัดการสินทรัพย์เชิงรุก

ผู้ผลิตหม้อแปลงไฟฟ้าแช่น้ำมัน โรงงาน OEM/ODM Jiangsu Dingxin Electric เป็นผู้ผลิตหม้อแปลงไฟฟ้าแบบแช่น้ำมันแบบกำหนดเองของจีนและโรงงานหม้อแปลงไฟฟ้าแบบแช่น้ำมัน OEM / ODM,... ดูผลิตภัณฑ์ →

การทดสอบ DGA ทำงานอย่างไร หลักการสำคัญ

ประมาณหนึ่งในสามของระบบฉนวนของหม้อแปลงไฟฟ้าแบบจุ่มน้ำมันประกอบด้วยน้ำมันไดอิเล็กทริกเหลว ส่วนที่เหลือเป็นกระดาษเซลลูโลสและกระดานกด วัสดุทั้งสองสลายตัวภายใต้ความเครียดจากความร้อนและไฟฟ้า และพวกมันจะผลิตก๊าซที่มีลักษณะเฉพาะเมื่อสลายตัว ก๊าซเหล่านี้ ได้แก่ ไฮโดรเจน มีเทน อีเทน เอทิลีน อะเซทิลีน คาร์บอนมอนอกไซด์ และคาร์บอนไดออกไซด์ จะละลายลงในน้ำมันที่ความเข้มข้นตามสัดส่วนความรุนแรงของความเครียด

ในระหว่างการทดสอบ DGA ตัวอย่างน้ำมันจะถูกแยกออกจากหม้อแปลงและวิเคราะห์โดยใช้แก๊สโครมาโตกราฟี เทคนิคนี้จะแยกส่วนผสมของก๊าซออกเป็นส่วนประกอบแต่ละส่วน ช่วยให้สามารถระบุและระบุปริมาณของก๊าซแต่ละชนิดได้อย่างแม่นยำ โปรไฟล์ก๊าซที่เกิดขึ้นจะให้ลายนิ้วมือของสภาพภายในของหม้อแปลงไฟฟ้า

เนื่องจากก๊าซยังคงละลายในน้ำมันแทนที่จะหลุดออกไปเป็นฟองอิสระ (ในกรณีส่วนใหญ่) DGA จึงสามารถตรวจจับข้อผิดพลาดได้แม้ในหม้อแปลงที่ปิดผนึกซึ่งเป็นไปไม่ได้ที่จะตรวจสอบด้วยสายตา ทำให้เหมาะอย่างยิ่งกับอุปกรณ์ที่เติมน้ำมัน ในขณะที่หม้อแปลงชนิดแห้งอาศัยวิธีการวินิจฉัยที่แตกต่างกัน เช่น วิธีทดสอบและแก้ไขปัญหาหม้อแปลงชนิดแห้ง ซึ่งมุ่งเน้นไปที่ความต้านทานของฉนวนและอุณหภูมิของขดลวดมากกว่าเคมีของน้ำมัน

ก๊าซความผิดหลักและสิ่งที่พวกเขาเปิดเผย

ข้อผิดพลาดแต่ละประเภทในหม้อแปลงไฟฟ้าจะก่อให้เกิดก๊าซผสมที่แตกต่างกัน การทำความเข้าใจความสัมพันธ์เหล่านี้เป็นพื้นฐานในการตีความข้อมูล DGA

• อะเซทิลีน (C₂H₂): นี่เป็นสัญญาณเตือนที่รุนแรงที่สุด การมีอยู่ของมันบ่งบอกถึงการอาร์กหรือความร้อนสูงเกินไปเฉพาะที่ที่สูงกว่า 700°C ซึ่งเป็นสภาวะที่สามารถละลายวัสดุตัวนำและฉนวนคาร์บอนไนซ์ได้อย่างรวดเร็ว
• ไฮโดรเจน (H₂) และมีเทน (CH₄): ก๊าซเหล่านี้มักเกี่ยวข้องกับการคายประจุบางส่วน (โคโรนา) ซึ่งเป็นการปล่อยกระแสไฟฟ้าพลังงานต่ำที่กัดกร่อนกระดาษฉนวนเมื่อเวลาผ่านไป
• เอทิลีน (C₂H₄) และอีเทน (C₂H₆): สิ่งเหล่านี้บ่งชี้ถึงการสลายตัวเนื่องจากความร้อนของน้ำมัน ซึ่งปกติแล้วจะเกิดจากความร้อนสูงเกินไปปานกลางในช่วง 300°C ถึง 700°C
• คาร์บอนมอนอกไซด์ (CO) และคาร์บอนไดออกไซด์ (CO₂): ก๊าซเหล่านี้มาจากการย่อยสลายเซลลูโลส (กระดาษ) ระดับที่สูงขึ้นบ่งชี้ถึงความร้อนสูงเกินไปของฉนวน ซึ่งเร่งอายุและลดอายุการใช้งานของหม้อแปลงให้สั้นลง

ก๊าซเดี่ยวที่แยกออกจากกันไม่ค่อยบอกเล่าเรื่องราวทั้งหมดได้ การตีความ DGA ที่น่าเชื่อถือที่สุดใช้การผสมก๊าซ ต่อไปนี้คือข้อมูลอ้างอิงโดยย่อสำหรับรูปแบบข้อผิดพลาดทั่วไป:

ควรให้ความสนใจเป็นพิเศษ โหมดความผิดปกติในหม้อแปลงเรียงกระแสแบบเปลี่ยนเฟส โดยที่กระแสฮาร์มอนิกและการหมุนเวียนความร้อนทำให้เกิดความเครียดเพิ่มเติมกับระบบฉนวน ทำให้รูปแบบการผลิตก๊าซซับซ้อนมากขึ้น

วิธีและมาตรฐานการทดสอบ DGA

เก็บตัวอย่างที่ไหนและอย่างไร

การทดสอบ DGA สามารถทำได้หลายวิธี โดยแต่ละวิธีมีข้อดีข้อเสียของตัวเอง:

• การวิเคราะห์ทางห้องปฏิบัติการ: ช่างเทคนิคที่ได้รับการฝึกอบรมจะเก็บตัวอย่างน้ำมัน ส่งไปยังห้องปฏิบัติการ และรับรายงานโดยละเอียด นี่เป็นวิธีที่แม่นยำที่สุดและแนะนำสำหรับการติดตามผลเป็นระยะ
• การตรวจสอบออนไลน์: เซ็นเซอร์ถาวรที่ติดตั้งบนหม้อแปลงจะตรวจวัดก๊าซละลายอย่างต่อเนื่อง ซึ่งเหมาะสำหรับหน่วยที่สำคัญแต่มีค่าใช้จ่ายล่วงหน้าที่สูงกว่า
• อุปกรณ์ DGA แบบพกพา: เครื่องวิเคราะห์ที่พร้อมใช้งานภาคสนามซึ่งให้ผลลัพธ์ที่รวดเร็วถึงสถานที่ มีประโยชน์สำหรับการคัดกรองหรือเมื่อการดำเนินการในห้องปฏิบัติการช้า

ไม่ว่าจะด้วยวิธีใดก็ตาม การสุ่มตัวอย่างที่เหมาะสมไม่สามารถต่อรองได้ ภาชนะเก็บตัวอย่างจะต้องสะอาดอย่างพิถีพิถันและกันไม่ให้อากาศเข้า การรั่วไหลใดๆ จะทำให้ก๊าซที่ละลายน้ำหลบหนีหรือก๊าซในชั้นบรรยากาศเข้าไปได้ ซึ่งทำให้ผลลัพธ์ไม่มีความหมาย ต้องทำความสะอาดวาล์วเก็บตัวอย่างและล้างด้วยน้ำมันก่อนดึงตัวอย่าง เพื่อหลีกเลี่ยงการปนเปื้อนจากน้ำมันนิ่ง นอกจากนี้ การตรวจสอบระดับน้ำมันและการตรวจสอบการรั่วไหลที่จุดเก็บตัวอย่างถือเป็นส่วนหนึ่งของแนวทางปฏิบัติที่ดี คุณควรตรวจสอบ สาเหตุและความเสี่ยงของการรั่วไหลของน้ำมันหม้อแปลง ก่อนที่จะอาศัยการวินิจฉัยโดยใช้น้ำมันใดๆ

แนวทางมาตรฐาน

แม้ว่าชุมชนทางเทคนิคโดยทั่วไปจะสอดคล้องกับมาตรฐาน เช่น IEC 60599 และ IEEE C57.104 สำหรับการตีความและแนวทางปฏิบัติที่แนะนำ แต่ข้อมูลอ้างอิงที่มีค่าที่สุดสำหรับหน่วยเฉพาะของคุณก็คือแนวโน้ม DGA ในอดีตของตัวเอง เราขอแนะนำอย่างยิ่งให้สร้างการทดสอบ DGA พื้นฐานกับหม้อแปลงใหม่ก่อนที่จะเข้าใช้งาน ไม่ใช่หลังจากใช้งานหลายเดือน เพื่อให้การเปรียบเทียบในอนาคตติดตามการเปลี่ยนแปลงที่สัมพันธ์กับสภาพเริ่มต้นนั้น

พื้นฐานการตีความ DGA: อัตราส่วนและการวิเคราะห์แนวโน้ม

เมื่อรายงานจากห้องปฏิบัติการมาถึง ภารกิจคือการแยกการแก่ตามปกติออกจากปัญหาที่กำลังพัฒนา วิธีการตีความที่พบบ่อยที่สุด ได้แก่ วิธีที่ใช้อัตราส่วนเป็นหลัก เช่น สามเหลี่ยมดูวัลและอัตราส่วนโรเจอร์ ซึ่งจำแนกข้อบกพร่องโดยการเปรียบเทียบความเข้มข้นสัมพัทธ์ของก๊าซจำเพาะ วิธีการเหล่านี้เป็นทางลัดในการวินิจฉัยที่มีประโยชน์ แต่ก็ไม่มีข้อผิดพลาด และควรใช้ควบคู่ไปกับหลักฐานอื่นๆ

สิ่งสำคัญมากกว่าผลลัพธ์ใดๆ ก็คืออัตราการเกิดก๊าซ ซึ่งความเข้มข้นของก๊าซจะเพิ่มขึ้นอย่างรวดเร็วเพียงใด หม้อแปลงที่มีระดับก๊าซคงที่ที่ความเข้มข้นสูงปานกลางอาจมีความเร่งด่วนน้อยกว่าหม้อแปลงที่ระดับก๊าซเพิ่มขึ้นสองเท่าทุกเดือนจากค่าพื้นฐานที่ต่ำ โดยทั่วไปแล้วการสร้างก๊าซอย่างรวดเร็วจะส่งสัญญาณการเสื่อมสภาพที่ต้องการการดูแลทันที

การวิเคราะห์แนวโน้มจากตัวอย่างหลายๆ ตัวอย่าง ซึ่งใช้เวลาแยกกันเป็นเดือนหรือหลายปี จะให้ภาพที่ชัดเจนที่สุดเกี่ยวกับความสมบูรณ์ของหม้อแปลง สำหรับความถี่ในการสุ่มตัวอย่าง ตารางการปฏิบัติคือ:

• หม้อแปลงไฟฟ้าที่เริ่มดำเนินการใหม่: ทุก 3 เดือนในช่วงปีแรก
• หม้อแปลงไฟฟ้าที่แข็งแรง: เป็นประจำทุกปี
• หน่วยที่มีปัญหาที่ทราบหรือมีภาระงานสูง: ทุก 3 ถึง 6 เดือน

เมื่อตีความผลลัพธ์ ให้คงกรอบการตัดสินสี่ระดับ — ปกติ ต้องการความสนใจ ต้องการการทดสอบใหม่เร็วๆ นี้ และจำเป็นต้องปิดระบบเพื่อตรวจสอบ วิธีการนี้จะช่วยป้องกันทั้งความตื่นตระหนกต่อความผันผวนเล็กน้อยและความพึงพอใจเกี่ยวกับการเสื่อมสภาพที่แท้จริง

ข้อผิดพลาดทั่วไปของ DGA และวิธีหลีกเลี่ยง

DGA เป็นเครื่องมือที่ทรงพลัง แต่คุณค่าของมันขึ้นอยู่กับคุณภาพของข้อมูลทั้งหมด ข้อผิดพลาดทั่วไปนำไปสู่ข้อสรุปที่ไม่ถูกต้อง ซึ่งแย่กว่าการไม่มีการทดสอบเลย เนื่องจากอาจกระตุ้นให้เกิดการบำรุงรักษาโดยไม่จำเป็นหรือหลอกคุณให้เข้าใจผิดเกี่ยวกับความปลอดภัย

• การบรรจุตัวอย่างไม่ดี: กระบอกฉีดยารั่วหรือขวดที่ปิดสนิทเป็นสาเหตุของข้อผิดพลาด ตรวจสอบให้แน่ใจว่าอุปกรณ์เก็บตัวอย่างของคุณได้รับการออกแบบสำหรับ DGA และมีการปิดผนึกอย่างเหมาะสมก่อนจัดส่ง
• ข้ามการชะล้างวาล์ว: การดึงน้ำมันออกจากวาล์วโดยไม่ต้องชะล้างน้ำมันที่ตายแล้วออกก่อน หมายความว่าตัวอย่างของคุณแสดงถึงน้ำมันเก่าและนิ่งแทนที่จะเป็นน้ำมันหมุนเวียนที่มีชีวิต
• การขนส่งและการเก็บรักษาที่ไม่เหมาะสม: ตัวอย่างจะต้องไม่ถูกแสงแดด ความร้อนมากเกินไป หรือการเก็บรักษาเป็นเวลานาน สภาวะเหล่านี้จะเปลี่ยนแปลงความสามารถในการละลายและองค์ประกอบของก๊าซ
• ละเว้นข้อมูลความชื้น: ปริมาณน้ำในน้ำมันที่สูงอาจทำให้เกิดการสร้างไฮโดรเจนผ่านกระบวนการอิเล็กโทรลิซิสของน้ำ แทนที่จะปล่อยออกบางส่วน หากคุณวัดค่าไฮโดรเจนที่สูงโดยไม่ยืนยันระดับความชื้น คุณอาจวินิจฉัยข้อผิดพลาดผิดพลาดได้
• การวิเคราะห์ผลลัพธ์เดี่ยวแบบแยก: การเรียกการตัดสินควรพิจารณาประวัติของหม้อแปลง โปรไฟล์โหลด และการทดสอบวินิจฉัยอื่นๆ เสมอ

สำหรับการประเมินที่ครอบคลุม ให้จับคู่ DGA กับการวิเคราะห์ความชื้น การทดสอบความแข็งแรงของไดอิเล็กทริก และการวิเคราะห์ฟิวแรนในเซสชันการสุ่มตัวอย่างเดียวกัน การทดสอบเหล่านี้ร่วมกันจะให้ภาพรวมที่สมบูรณ์ของสภาพน้ำมันและการเสื่อมสภาพของฉนวน นอกจากนี้ โปรดจำไว้ว่า DGA เป็นเพียงส่วนหนึ่งของขั้นตอนการตรวจสอบที่กว้างขึ้นเท่านั้น — ก โปรแกรมการบำรุงรักษาและตรวจสอบหม้อแปลงที่สมบูรณ์ รวมถึงการทดสอบทางไฟฟ้า การตรวจสอบด้วยสายตา และการถ่ายภาพความร้อน

การตัดสินใจด้านการบำรุงรักษาตามผลลัพธ์ของ DGA

เมื่อ DGA แจ้งความผิดปกติ เส้นทางข้างหน้าจะขึ้นอยู่กับความรุนแรงและอัตราการสร้างก๊าซ กรอบการตัดสินใจเชิงปฏิบัติมีดังนี้:

• ความเข้มข้นของก๊าซต่ำ อัตราการเกิดก๊าซช้า: ดำเนินการตามปกติแต่เพิ่มความถี่ในการตรวจสอบ ทำซ้ำ DGA ภายใน 3 ถึง 6 เดือนเพื่อยืนยันความเสถียร
• ความเข้มข้นปานกลาง, การเกิดแก๊สปานกลาง: ลดระยะเวลาการสุ่มตัวอย่างลงเป็นรายไตรมาส และพิจารณาการตรวจสอบข้ามด้วยการทดสอบทางไฟฟ้า เช่น ความต้านทานของฉนวน ความต้านทานของขดลวด และปัจจัยการสูญเสียอิเล็กทริก
• ความเข้มข้นสูงหรืออัตราการเกิดแก๊สเร็ว: โดยเฉพาะอย่างยิ่งหากอะเซทิลีนปรากฏขึ้นหรืออัตราการเกิดแก๊สเพิ่มขึ้นอย่างรวดเร็ว ให้วางแผนการปิดระบบเพื่อตรวจสอบอย่างละเอียด ซึ่งอาจเกี่ยวข้องกับการตรวจสอบภายใน ซึ่งควรทำเฉพาะเมื่อหม้อแปลงไฟฟ้าดับอย่างปลอดภัยแล้วเท่านั้น

DGA ไม่ได้ทำงานเพียงลำพัง จะต้องบูรณาการเข้ากับโปรแกรมการตรวจสอบสภาพโดยรวมของหม้อแปลง รวมถึงการวิเคราะห์การตอบสนองความถี่แบบกวาด (SFRA) และการติดตามความชื้นที่ละลายน้ำ เมื่อข้อบกพร่องได้รับการพิสูจน์ว่ารุนแรงพอที่จะต้องเปลี่ยนใหม่ การเลือกหม้อแปลงตัวถัดไปจึงมีความสำคัญ หน่วยที่มีระบบฉนวนที่เหนือกว่าและการออกแบบการระบายความร้อนที่ได้รับการพิสูจน์แล้ว — เช่นที่พบใน ข้อมูลจำเพาะของหม้อแปลงไฟฟ้าแบบจุ่มน้ำมัน 35kV — โดยทั่วไปจะแสดงเส้นฐาน DGA เริ่มต้นที่ชัดเจนยิ่งขึ้น และแนวโน้มก๊าซในระยะยาวที่มีเสถียรภาพมากขึ้น ที่ การออกแบบหม้อแปลงแช่น้ำมันโลหะผสมอสัณฐาน นอกจากนี้ ยังช่วยลดการสูญเสียแกน ซึ่งช่วยลดอุณหภูมิในการทำงาน และส่งผลให้ความเครียดจากความร้อนบนฉนวนน้ำมันและกระดาษลดลง ซึ่งเป็นเส้นทางตรงที่ทำให้เกิดเหตุการณ์ก๊าซน้อยลง

สรุป: ทำให้ DGA เป็นส่วนหนึ่งของการดูแลหม้อแปลงไฟฟ้าเป็นประจำ

การทดสอบ DGA เป็นการวินิจฉัยผลตอบแทนสูงสุดสำหรับการบำรุงรักษาหม้อแปลงจุ่มน้ำมัน โดยจะบอกคุณว่าเกิดอะไรขึ้นภายในถังโดยไม่ต้องเปิด และช่วยให้คุณมีเวลาดำเนินการก่อนที่ปัญหาเล็กๆ จะกลายเป็นความล้มเหลวที่มีราคาแพง

ทำให้ DGA เป็นส่วนหนึ่งของระบบการจัดการสินทรัพย์ของคุณตามกำหนดเวลา สร้างพื้นฐานที่ชัดเจนสำหรับอุปกรณ์ใหม่ สุ่มตัวอย่างตามช่วงเวลาที่สม่ำเสมอ และติดตามแนวโน้มแทนที่จะแยกจุดข้อมูลที่แยกออกมา ในฐานะผู้ผลิต เราเน้นย้ำว่าคุณภาพของหม้อแปลงเริ่มต้นที่โรงงาน — การทำให้แห้งแบบสุญญากาศอย่างระมัดระวัง การบำบัดน้ำมันที่เหมาะสม และการควบคุมคุณภาพอย่างเข้มงวดจะผลิตอุปกรณ์ที่มีปริมาณก๊าซเริ่มต้นต่ำ และเป็นจุดเริ่มต้นที่ดีสำหรับการตรวจสอบ DGA ปกป้องการลงทุนนั้นด้วยการทดสอบที่มีระเบียบวินัย และหม้อแปลงไฟฟ้าของคุณจะตอบแทนคุณด้วยบริการที่เชื่อถือได้มานานหลายทศวรรษ