Get Adobe Flash player

Az on-line transzformátor diagnosztikában rejlő lehetőségek

2012 – 05-20

Az on-line diagnosztika optimális lehetőségeinek felhasználása  vezetett a transzformátorok olajának állandó megfigyeléséhez, az olajban oldott gázok elemzésére, mely lehetővé teszi a jelentkező problémák korai felderítését.

Transformer oil fault gas analysis by on-line DGA, is a perfect diagnostic tool for early detection of transformer problems, preventing critical outtages and extending lifetime of the transformer.

Korunk energia rendszereinek legdrágább elemei között vannak a transzformátorok. Az alaphálózati nagyfeszültségű transzformátorok milliárd Forintos értékűek, megfelelő üzemeltetésük alapvető fontosságú a villamosenergia szolgáltatás költségeinek alakulása szempontjából is. Éppen ezért optimális kihasználásuk ma már létkérdés. Ennek érdekében cikkünkben azon meglévő lehetőségek optimális felhasználására hívjuk fel a figyelmet, amelyekkel reális lehetőség van a drága nagy transzformátorok optimális felhasználására is.

E felismerés jegyében fejlődött rohamtempóban a diagnosztika, ezen belül az olajban oldott gázok analízise. Az olajban oldott gázok vizsgálata olajminták vizsgálatával kezdődött, Magyarországon ma is ez használatos általánosan. A módszer előnye az, hogy a vizsgálatok során laboratóriumban gázkromatográfiás eljárással határozzák meg az állapotellenőrzés szempontjából fontos oldott gázok mennyiségét. Ezek a hidrogén, etán, metán, etilén, acetilén, propán, propilén, szénmonoxid, széndioxid, az oxigén és a nitrogén. A transzformátorban részkisülés, kisenergiájú ív, nagyenergiájú ív kisülés, melegpontok következtében a gázok koncentrációja megnövekszik. A szabványok tartalmazzák a gázok szokásos, ill. határértékeit. Az eljárás egyetlen hátránya az, hogy kérdés, a vizsgálatig eltelt idő és a környezeti hatások következtében mennyiben hasonlóak az olajminták a transzformátorban lévő olajjal.

Az olajok pontosabb kezelése érdekében kifejlesztésre került néhány olyan készülék is, amely a helyszínen vagy on-line a kezelőközpontokban az olajok tényleges, a vizsgálat vagy a mintavételezés pillanatában meglévő állapotát elemzi.

Ezek közül érdekes a Kelman opto-akusztikai elven működő helyszíni és on-line vizsgálója. Hátránya az, hogy az összehasonlító vizsgálatok olykor jelentős eltérést mutattak a pontos összehasonlító laboratóriumi kromatográfos elemzéshez képest.

Megjelentek a Morgan-Schaffer on-line és helyszíni készülékei, amelyek közül a Callisto 5 és 9 on-line, valamint a helysízni készülékek önkalibrálásra képes cél kromatográfok. Eredményeik a laboratóriumi kromatográfiás eredményekkel teljesen megegyeznek, ma az olajban oldott gázok elemzésére a legpontosabb eredményt szolgáltatják.

Az előzőkben felsorolt transzformátor hibák miatt működő gáztermelő folyamat során a gáztermelő folyamatok 80%-ánál hidrogén és szénmonoxid keletkezik. Az on-line diagnosztika alapeszközei ezért elsősorban a hidrogén tartalom alakulásának folyamatát vizsgálják.  Általánosan elterjedt eszközeik a Hydran és a Hydrocal, újabban a Calisto 2. Ezek valamelyike már beépítésre is kerül a transzformátorokba a gyártás során.

Ezen a ponton érkeztünk el a diagnosztikában lévő lehetőségek jobb kihasználásához.  A Calisto 2 amellett, hogy méri a hidrogén, szénmonoxid gáz összetevők arányának változását, méri az olajban oldott víz mennyiségét is. És amennyiben ezek arra utalnak, hogy már más tényezőt is figyelni kell, a készülék helyére tehető a Calisto 5 vagy Calisto 9 készülék a csatlakozások módosítása nélkül. Ezek pedig alkalmasak a gáztermelő folyamatok azon összetevőinek mérésére, amelyek az alapkészülék által nem figyelt gáztermelő folyamatok (ez az összes 20%-a). Így lehetőség nyílik a transzformátor szigetelés romlásának on-line ellenőrzésére egészen addig a végső határig, ami után már valószínű a transzformátor meghibásodása. A dologban az a nagyszerű, hogy a viszonylag olcsó alapkészülék már az új transzformátorra felkerül, az általa szolgáltatott adatok alapján pedig szükséges esetben azonnal „mindent tudó” Calisto 9-re cserélhető. Utóbbiból pedig az eddigi tapasztalatok alapján egy nagyságrenddel kevesebb kell, mint az alapkészülékből.

Az olajminták laboratóriumi vizsgálatának a mintakezelési hibáktól mentes, folyamatos on-line analízisére fentiek szerint már lehetőség van. Érdemes minden olyan tulajdonságot is kihasználni, ami a vázolt on-line diagnosztika hatékonyságát növeli. Ebben az irányban a Calisto sorozat jelentős előnnyel rendelkezik.

Az 1. ábrán látható a Hydran, Hydrocal készülékek csatlakoztatása a transzformátorhoz.


A 2. ábra a Calisto csatlakoztatását mutatja. A készüléken folyamatosan áramlik át az olaj, az olajáramlás biztosítja, hogy folyamatosan a transzformátorra jellemző megújuló minta kerül az elemzőbe.

 


A 3. ábrán látható a készülék érzékelése.

 


Látható, hogy az érzékelés maradéktalanul kielégíti az érzékelő elem igényeit, amit részletesen a 4. és 5. ábrák mutatnak be.

 


A Calisto 9 érzékelővel meghatározható összetevőket az 6. ábra szemlélteti.