Olej se v transformátoru používá k izolaci živých částí a k odvodu tepla. To jsou dvě hlavní funkce, ale existuje i třetí funkce: izolační oleje jsou dobrým informačním prostředím, pomocí kterého je možné diagnostikovat vývoj různých vad. To je způsobeno skutečností, že plyny se tvoří a vstupují do oleje během provozu transformátoru a se vznikem různých defektů. Zbývá pouze „vyčíst“ informace z oleje a správně je interpretovat.

Chromatografická analýza transformátorového oleje

V současnosti je nejosvědčenější metodou „čtení“ informací z transformátorového oleje chromatografická analýza rozpuštěných plynů.

Pokud transformátor funguje správně a bez závad, po určité době se v oleji uvolňuje pouze oxid uhličitý a oxid uhelnatý, někdy metan a také kyslík a dusík. Přítomnost jiných plynů ukazuje na nežádoucí procesy v transformátoru, například rozklad olejové a papírové izolace. Metoda chromatografické analýzy je o měření koncentrací plynů rozpuštěných v oleji. Tyto koncentrace se dále používají k určení typu vznikajících defektů.

Zde je seznam klíčových plynů, jejichž výskyt v oleji je nejtypičtější pro poruchy transformátoru:

• vodík – částečné výboje, jiskrové a obloukové výboje;
• acetylen — elektrický oblouk, jiskrové výboje;
• etylen — ohřev oleje a pevné izolace na teploty přesahující 600 °С;
• metan — olej a pevná izolace se zahřejí na teploty 400–600 °C; zahřívání izolace je doprovázeno výboji;
• ethan – olej a papír se zahřejí na teploty 300–400 °С;
• oxid uhelnatý a oxid uhličitý — vlhkost izolace, možné stárnutí oleje a (nebo) papíru;
• oxid uhličitý — papírová izolace se zahřívá.

Techniky pro určování a posuzování charakteru vznikajících vad transformátoru koncentrací rozpuštěného plynu

Ve většině případů jsou metody určování a posuzování povahy vad v transformátoru založeny na výpočtu poměru různých plynových párů. Hlavní rozdíl je v množství analyzovaných plynů a kombinacích párů těchto plynů. Například Rogersova technika používá tři poměry pěti plynů, Dornenburgova technika používá čtyři poměry pěti plynů, technika IEC (IEC 60599) používá tři poměry pěti plynů atd.

DGA tester (analyzátor rozpuštěného plynu) se používá k měření koncentrací plynů.

Jednou z nejoblíbenějších technik je Duval Triangle. Toto je přístup k určování vad transformátoru spíše pomocí grafiky než pomocí výpočetní logiky. Tato technika je založena na měření koncentrace tří plynů – C2H2, C2H4 a CH4. Pomocí číselných hodnot těchto koncentrací se bod vynese do grafu znázorněného ve formě trojúhelníku. Podle Duvalovy techniky je oblast trojúhelníku rozdělena do sedmi zón a každá zóna odpovídá specifické poruše transformátoru. Je učiněn závěr o typu defektu v závislosti na zóně, kam se bod dostane.

Bod je vykreslen následovně. Získané koncentrace plynů C2H2, C2H4 a CH4 jsou převedeny na procenta, z nichž každá je vynesena na příslušnou stranu trojúhelníku. Z každého bodu na straně trojúhelníku jsou nakresleny tři čáry rovnoběžné s opožděnou stranou a jejich průsečík vytvoří požadovaný bod pro diagnostiku defektu.

Nabízí se otázka: existuje jednodušší alternativa k duvalskému trojúhelníku? Pro získání primární informace o stavu transformátoru lze měření koncentrace a dynamiky její změny použít pouze pro jeden plyn – vodík. Normálně tyto informace postačují alespoň k rozumnému rozhodnutí o provedení hlubšího diagnostického vyhodnocení na základě většího množství plynů.

Příčiny výskytu a měření vodíku v ropě

Vodík se vyskytuje v transformátorovém oleji jako rekombinační plyn, když jsou nejslabší vazby C-H přerušeny vlivem částečných výbojů v důsledku ionizační reakce.

Proč je vhodné používat vodík pro získání primární informace o stavu transformátoru? Důvodů je několik. Za prvé, vodík je jedním z prvních plynů, které se tvoří, když nastanou problémy s transformátorem. Začíná se vyvíjet již při teplotě 150 °C. Za druhé, měření vodíku v oleji je vhodné provádět díky skutečnosti, že tento plyn se vyznačuje nízkou rozpustností v oleji a vysokou difúzní kapacitou; proto je snazší ji detekovat i v malých koncentracích diagnostikovat možný defekt v počáteční fázi.

Expresní detekce transformátorového vodíku poskytuje časovou dotaci pro provedení kompletní chromatografické analýzy rozpuštěného plynu (je-li to nutné).

Transformátorový analyzátor vodíku a vlhkosti

Expresné vodíkové testy se provádějí pomocí speciálních nástrojů. Jeden z takových nástrojů je vyvinut společností GlobeCore profesionálové. Jmenuje se TOR-2.

TOR-2 olejový vodíkový tester má kompaktní rozměry a nízkou hmotnost; proto je snadné jej přenášet a přepravovat na místo provozu transformátoru pro analýzu odebraných vzorků. TOR-2 poskytuje nejnutnější sadu parametrů pro online diagnostické vyhodnocování poruch transformátoru. Používá se k detekci vodík v transformátorovém oleji a voda v minerálních a esenciálních olejích.

Hlavní výhody nástroje TOR-2:

• Školení obsluhy přístroje trvá jen několik hodin a testování oleje provádí jedna osoba snadno a rychle.
• Vysoká rychlost měření. Po odebrání vzorku je nutné přístroj zapnout a spustit proces měření. První výsledky budou k dispozici na LCD panelu za deset minut.
• Pro pohodlí obsluhy a zpracování dat je v přístroji integrována minitiskárna, která umožňuje kdykoli vytisknout složenku s výsledky testů.
• Vysoká přesnost měření je dosažena díky konstrukčním vlastnostem snímačů a jejich přímému kontaktu s olejem. Žádné nečistoty obsažené ve vzorku oleje neovlivňují funkci kapacitního senzoru vlhkosti. A vodíkový senzor detekuje pouze vodík, aniž by byl citlivý na jiné plyny.
• Přístroj je všestranný a lze jej použít pro diagnostické hodnocení a prevenci vzniku defektů nejen v transformátorech, ale také v olejových kabelech, vysokonapěťových průchodkách, bočníkových tlumivkách a přepínačích odboček. Elektroenergetické společnosti proto získávají jednoduché řešení, které zajišťuje bezproblémový provoz elektrických zařízení.

Pro více informací prosím použijte některé z kontaktních údajů, které naleznete v příslušné sekci webových stránek.