Come interpretare i dati di un analizzatore di gas disciolti a trasformatore?

Ehilà! Come fornitore di analizzatori di gas disciolti nei trasformatori, ho toccato con mano quanto sia importante interpretare i dati forniti da queste macchine. In questo blog ti guiderò attraverso il processo per dare un senso ai dati provenienti da un analizzatore di gas disciolto del trasformatore, in modo da poter mantenere i tuoi trasformatori funzionanti senza intoppi.

Comprendere le basi dell'analisi dei gas disciolti

Prima di immergerci nell'interpretazione dei dati, esaminiamo rapidamente in cosa consiste l'analisi dei gas disciolti (DGA). I trasformatori utilizzano l'olio come mezzo isolante e di raffreddamento. Nel corso del tempo, a causa di vari fattori come stress elettrico, surriscaldamento e invecchiamento, l’olio può rompersi, rilasciando gas diversi. Questi gas possono fornire preziosi indizi sullo stato di salute del trasformatore.

Un analizzatore di gas disciolti nel trasformatore misura la concentrazione di questi gas nell'olio del trasformatore. I gas più comuni monitorati sono idrogeno (H₂), metano (CH₄), etano (C₂H₆), etilene (C₂H₄), acetilene (C₂H₂), monossido di carbonio (CO) e anidride carbonica (CO₂). Ciascun gas è associato a specifici tipi di guasti o condizioni nel trasformatore.

Interpretazione delle concentrazioni di gas

Cominciamo osservando i singoli gas e cosa possono dirci le loro concentrazioni.

• Idrogeno (H₂): Livelli elevati di idrogeno possono indicare scariche parziali, surriscaldamento o archi elettrici all'interno del trasformatore. Le scariche parziali sono piccole scariche elettriche che si verificano nell'isolamento e possono danneggiarlo gradualmente nel tempo. Il surriscaldamento può essere causato da fattori come sovraccarico o scarso raffreddamento.
• Metano (CH₄) ed etano (C₂H₆): Questi gas sono tipicamente associati alla decomposizione termica dell'olio. Quando l'olio viene riscaldato, si scompone in questi idrocarburi. Livelli moderati di metano ed etano possono essere normali, ma un aumento significativo può indicare un surriscaldamento.
• Etilene (C₂H₄): L'etilene è un segno di temperature più elevate. Viene spesso prodotto quando l'olio è esposto a temperature superiori a 300°C. Livelli elevati di etilene possono indicare un grave surriscaldamento o archi elettrici.
• Acetilene (C₂H₂): L'acetilene è un indicatore molto forte della formazione di archi. L'arco elettrico è un guasto grave che può causare danni significativi al trasformatore. Anche piccole quantità di acetilene dovrebbero essere analizzate immediatamente.
• Monossido di carbonio (CO) e anidride carbonica (CO₂): Questi gas vengono prodotti quando l'isolamento in cellulosa del trasformatore si rompe. Livelli elevati di monossido di carbonio e anidride carbonica possono indicare un surriscaldamento dell'isolamento o un problema più serio come un cortocircuito.

Utilizzo dei rapporti per la diagnosi dei guasti

Oltre a osservare le singole concentrazioni di gas, possiamo anche utilizzare i rapporti dei diversi gas per diagnosticare i guasti. Uno dei metodi più comunemente usati è il Triangolo di Duval. Il triangolo di Duval traccia i rapporti tra metano, etilene e acetilene per identificare diversi tipi di guasti.

• Guasti termici: Se il rapporto tra etilene e metano è elevato, indica un guasto termico. Maggiore è il rapporto, maggiore è la temperatura del guasto.
• Guasti da arco: Un rapporto elevato tra acetilene ed etilene indica un guasto da arco elettrico.
• Dimissioni parziali: Un elevato rapporto idrogeno/metano può indicare scariche parziali.

Un altro rapporto utile è il rapporto tra monossido di carbonio e anidride carbonica. Un rapporto elevato tra CO e CO₂ può indicare un surriscaldamento dell'isolamento in cellulosa.

Monitoraggio delle tendenze nel tempo

Non sono solo le attuali concentrazioni di gas ad essere importanti. Il monitoraggio dell'andamento delle concentrazioni di gas nel tempo può fornire preziose informazioni sullo stato del trasformatore. Se le concentrazioni di gas aumentano costantemente, potrebbe indicare un problema in via di sviluppo. Se invece le concentrazioni di gas sono stabili o in diminuzione, potrebbe indicare che il problema è sotto controllo.

Confronto con Standard e Linee Guida

Per determinare se le concentrazioni di gas sono normali o indicano un problema, è importante confrontarle con gli standard e le linee guida del settore. La Commissione Elettrotecnica Internazionale (IEC) e l'Institute of Electrical and Electronics Engineers (IEEE) hanno pubblicato gli standard per l'analisi dei gas disciolti. Questi standard forniscono linee guida per concentrazioni e rapporti di gas accettabili.

Altri fattori da considerare

Oltre alle concentrazioni e ai rapporti di gas, ci sono altri fattori che possono influenzare l'interpretazione dei dati. Ad esempio, l’età del trasformatore, le condizioni operative e la cronologia della manutenzione possono influenzare la produzione di gas. È importante tenere conto di questi fattori quando si interpretano i dati.

Conclusione

L'interpretazione dei dati provenienti da un analizzatore di gas disciolto con trasformatore è un processo complesso che richiede una buona comprensione dei principi dell'analisi dei gas disciolti e dei fattori che possono influenzare la produzione di gas. Analizzando attentamente le concentrazioni, i rapporti e le tendenze del gas nel tempo e confrontandoli con gli standard e le linee guida del settore, è possibile identificare potenziali problemi nei trasformatori e intraprendere le azioni appropriate per prevenire guasti.

Se sei interessato a saperne di più sugli analizzatori di gas disciolti del trasformatore o hai bisogno di aiuto per interpretare i dati del tuo analizzatore, non esitare a contattarcicontattaci. Siamo qui per aiutarti a mantenere i tuoi trasformatori funzionanti senza intoppi.

Risorse aggiuntive

• Per ulteriori informazioni sul monitoraggio degli hot spot degli avvolgimenti dei trasformatori, consultaMonitoraggio dei punti caldi degli avvolgimenti del trasformatore.
• Se sei interessato al monitoraggio della corrente di messa a terra del nucleo del trasformatore, visitaMonitoraggio della corrente di messa a terra del nucleo del trasformatore.

Riferimenti

• Commissione Elettrotecnica Internazionale (IEC). IEC 60599: Apparecchiature elettriche in servizio riempite di olio minerale - Guida all'interpretazione dell'analisi dei gas disciolti e liberi.
• Istituto di ingegneri elettrici ed elettronici (IEEE). IEEE C57.104: Guida per l'interpretazione dei gas generati nei trasformatori immersi in olio.