Technologie

Monitorowanie i diagnostyka transformatorów przy pomocy urządzeń Kelman™ General Electric

Rys 1. Transport X2

Firma Europejska Kompania Energetyczna EKE to wyłączny przedstawiciel urządzeń do monitoringu on-line DGA produkcji General Electric. Dzięki wieloletniemu doświadczeniu przedstawiamy lidera wśród analizatorów  DGA w Polsce i na świecie.

Rysunek 2. Zasada działania spektroskopii fotoakustycznej

Transformatory są kluczowymi i bardzo kosztownymi elementami sieci elektroenergetycznej, a wiedza o ich kondycji jest niezbędna do posiadania niezawodnej sieci. Gdy izolacja olejowa transformatora zaczyna nie spełniać wymaganych norm niezawodności lub transformator jest przeciążony a papier zaczyna ulegać degradacji zaczynają powstawać gazy rozpuszczone w oleju transformatorowym. Powoduje to skrócenie żywotności transformatora oraz wpływa na jego niezawodność, a w niektórych przypadkach może dojść do katastrofalnych awarii. Dzięki temu analiza gazów rozpuszczonych w oleju (DGA) jest uznawana za najlepszy wskaźnik rozwijających się usterek.

Rysunek 3. Trójkąt Duvala
Rysunek 4. Metoda ETRA
Rysunek 5. Metoda ETRA

Tradycyjna metoda pomiaru gazów rozpuszczonych oraz wilgoci polega na pobraniu próbki oleju i wysłaniu jej do zewnętrznego laboratorium, które po dokonaniu analizy przekazywało wyniki do interpretacji przez ekspertów. Czas i koszty z tym związane wahały się od kilku godzin do nawet kilku dni, w zależności od lokalizacji oraz pilności badania. Dodatkowo pojawiały się rozbieżności w wynikach pomiędzy różnymi laboratoriami zwłaszcza gdy próbki były dostarczane w przeciągu kilku dni od pobrania.

Rysunek 6. Kelman™ DGA 900
Rysunek 7. Cigre TB227

Analizator Kelman™ Transport X2 jest w pełni przenośnym urządzeniem, które można łatwo zabrać ze sobą i w prosty sposób przygotować analizę próbek oleju. Pełna analiza gazów rozpuszczonych i wilgoci zajmuje około 35 minut a oceny stanu transformatora można dokonać na miejscu. Urządzenie posiada możliwość badania olejów zarówno mineralnych jak i tych na bazie estrów oraz nie wykorzystuje żadnych gazów wzorcowych, co oznacza, że może pracować niezależnie przez nieograniczony czas.

Rysunek 8. IEC 60599

Zasada działania polega na spektroskopii foto-akustycznej (Photo-Acoustic Spectroscopy – PAS) dzięki czemu wynik jest dokładny, zbliżony do wyników laboratoryjnych. Dodatkowo wbudowany jest pojemnościowy czujnik wilgoci w oleju dając informację o zawartości wilgoci w oleju transformatorowym. Standardowo można wspomóc się poprzez interpretacje wyników przy pomocy min. Trójkąta Duvala.        

Rysunek 9. Transfix DGA 500

Analizator Kelman™ Transport X2 jest idealnym narzędziem do współpracy z jednogazowymi monitoringami on-line diagnostyki transformatorów General Electric. Urządzenia takie jak Hydran M2-X monitorują transformator, generując alarmy w momencie wykrycia dużego stężenia gazów lub szybkiego wzrostu stężenia gazów. Niewielki rozmiar, brak części ruchomych, niskie koszty utrzymania umożliwiają wdrożenie na poziomie floty. Dzięki wynikom dotyczącym zachowania się gazów transformatorowego ułatwia strategię zarządzania do kilkudziesięciu transformatorów.

Rysunek 10. Poziom stężenia gazu i ocena wilgotności w oparciu o IEEE C57.104, IEC 60422, EPRI

Dodatkowo w ofercie Kelman™ General Electric są zaawansowane urządzenia do monitoringu on-line, które dokonują pomiarów poszczególnych gazów od trzech do dziewięciu gazów z zawartością wilgoci. Wykorzystują tą samą zasadę pomiaru co opisany wcześniej Kelman™ Transport X2, czyli spektroskopię foto-akustyczną, którego praca charakteryzuję się dużą dokładnością. Powolny rozkład włókien celulozowych może zostać zdiagnozowany poprzez monitorowanie tlenku węgla (CO). Możliwe jest również zaobserwowanie przeciążeń termicznych o różnym stopniu natężenia w tym wyładowań łukowych, dzięki czemu transformator może zostać przeznaczony do naprawy, co jednocześnie zapobiegnie znacznie kosztowniejszym awariom.

W tym celu firma General Electric oferuje rozwiązania:

  • Minitrans – analiza 3 gazów (Wodór H2; Tlenek węgla CO; Acetylen C2H2) oraz zawartość wody 
  • DGA 500 – analiza 5 gazów (Wodór H2; Tlenek węgla CO; Acetylen C2H2; Etylen C2H4; Metan CH4) oraz zawartość wody 
  • DGA 900 – analiza 8 gazów (Wodór H2; Tlenek węgla CO; Acetylen C2H2; Etylen C2H4; Metan CH4); Etan C2H6;
    Tlen O2 ; Azot N2)  oraz zawartość wody 

Produkty Kelman™ GE są również kompatybilne z jednym wspólnym oprogramowaniem Perception, który pomaga w interpretacji wyników oraz pomaga w ocenie stanu floty transformatorów. Jest to inteligentne rozwiązanie oparte na światowych standardach, który jest w stanie określić ryzyko uszkodzeń oraz ustalić priorytety i klasyfikację stanu transformatorów.

Rysunek 11. Wykres wyładowań niezupełnych

Pełna analiza techniczna jest dostępna poprzez gromadzenie, analizowanie i interpretacje danych przechowywanych przy udziale urządzeń Kelman™ GE online oraz offline. Dzięki wbudowanym algorytmom dane są przetwarzane skupiając się na czterech krytycznych charakterystykach. Perception oferuje wszechstronny zestaw narzędzi diagnostycznych do interpretacji wyników uznanych na całym świecie w oparciu o analizę DGA.

Opracował: mgr inż. Jakub Zając
Europejska Kompania Energetyczna EKE

Click to comment

Leave a Reply

Twój adres email nie zostanie opublikowany. Pola, których wypełnienie jest wymagane, są oznaczone symbolem *

To Top