Анализ растворённых газов (DGA) выявляет признаки термических и электрических воздействий внутри маслонаполненного трансформатора, измеряя газы, образующиеся при старении масла и твёрдой изоляции. Он помогает различать перегрев, частичные разряды и разряды с более высокой энергией, но не позволяет точно определить место повреждения или оценить его тяжесть только по одному результату измерения газа.

В обычном отчёте по анализу масла может быть отмечен рост содержания водорода или ацетилена, хотя внешняя температура остаётся нормальной и ни одно устройство защиты не сработало. Практический вопрос состоит в том, свидетельствует ли это об активном внутреннем повреждении, остаточном газе после предыдущего события или проблеме при отборе пробы. От ответа зависит, следует ли при техобслуживании проверить пробу, сократить интервалы мониторинга, изучить условия эксплуатации или перейти к оценке необходимости вывода оборудования из работы.

Анализ газового профиля, а не только самого высокого показателя

Лаборатории обычно указывают концентрации растворённых газов в частях на миллион по объёму. Диагностическую ценность имеют сочетание газов, изменение их содержания во времени и история эксплуатации трансформатора. Типичные взаимосвязи служат полезными отправными ориентирами, но не являются однозначными признаками конкретного повреждения.

Наличие ацетилена требует оперативного внимания, но само по себе не доказывает наличие активной дуги в основном баке. Стабильная остаточная концентрация после документально зафиксированного события означает не то же самое, что вновь появившийся ацетилен, содержание которого продолжает расти. И наоборот, низкая концентрация газа не гарантирует отсутствия развивающегося повреждения, особенно вскоре после его возникновения.

Почему динамика может изменить решение о техобслуживании

Концентрация отражает количество накопившегося газа, но не обязательно текущую активность повреждения. Для трансформатора с повышенным, но стабильным содержанием газов может потребоваться иная реакция, чем для трансформатора с более низкими концентрациями, которые быстро растут. Сопоставляйте последовательные отчёты по фактическим датам отбора проб, не предполагая, что интервалы между ними одинаковы.

Простая скорость изменения концентрации рассчитывается как изменение в ppm, делённое на число прошедших дней. Этот показатель полезен только при сопоставимости проб. Замена или долив масла, фильтрация, дегазация, утечки и изменения лабораторной методики могут нарушить динамику. Кроме того, скорости изменения концентрации нельзя напрямую сравнивать у трансформаторов с разным объёмом масла или разными системами его консервации.

Для каждой пробы фиксируйте нагрузку, температуру окружающей среды, температуру масла, состояние системы охлаждения и недавние переключения. Рост содержания этилена при высокой нагрузке требует проверки эффективности охлаждения, однако его не следует считать нормальным только потому, что нагрузка увеличилась. Продолжение роста газов при сниженной нагрузке может указывать на постоянную локальную проблему, а не на временный нагрев всего объёма масла.

Перед диагностикой трансформатора проверьте качество пробы

Неожиданные результаты требуют проверки процедуры отбора пробы. Пузырьки воздуха, загрязнённая тара, недостаточная промывка и неправильная маркировка пробы могут исказить интерпретацию. Повторный отбор проб из разных точек также может привести к различиям, не связанным с развитием повреждения.

1. Определите масляный отсек. Масло основного бака и масло отдельно изолированного переключателя ответвлений под нагрузкой нельзя считать взаимозаменяемыми. Обычные переключения переключателя ответвлений могут приводить к образованию газов, которые вызывали бы опасения, если бы были обнаружены в основном баке.
2. Соблюдайте установленную процедуру отбора проб. Следуйте инструкциям производителя и применимой лабораторной процедуре, используя подходящее газонепроницаемое оборудование и не допуская попадания воздуха.
3. Документируйте выполненные работы. Указывайте в записи о пробе обработку и долив масла, ремонт, аномальные режимы нагрузки и срабатывания защит.
4. Проверьте неожиданный результат. При необходимости оперативно организуйте повторный отбор пробы или проверку результатов лабораторией, не откладывая защитные меры, если другие данные указывают на срочное повреждение.

Отбор проб на оборудовании под напряжением должен выполнять уполномоченный персонал с соблюдением установленных на объекте мер защиты от поражения электрическим током, горячего масла и давления. Не открывайте арматуру и не приводите в действие клапаны только ради получения контрольной пробы, не проверив предварительно утверждённую процедуру.

Применяйте диагностические стандарты в пределах их области действия

IEC 60567 устанавливает требования к отбору проб и анализу свободных и растворённых газов. IEC 60599 содержит рекомендации по интерпретации для оборудования с минеральным маслом, а IEEE C57.104 рассматривает интерпретацию газов, образующихся в маслонаполненных трансформаторах. Используйте применимую редакцию вместе с процедурами энергоснабжающей организации и рекомендациями производителя; стандарты на конструкцию или эффективность продукции не заменяют рекомендации по интерпретации DGA.

Методы газовых отношений и графические методы, например треугольник Дюваля, позволяют классифицировать профили, характерные для термических или электрических повреждений. Их следует применять после проверки значимости концентраций и надёжности анализа. Отношения становятся нестабильными, если знаменатель близок к пределу обнаружения, а сочетание повреждений может привести к неоднозначной классификации. Категория повреждения, определённая графическим методом, сама по себе не является указанием на отключение или продолжение эксплуатации.

Суммарное содержание растворённых горючих газов может использоваться для предварительной оценки и анализа динамики, однако оно сводит несколько газов к одному показателю. Одинаковое суммарное значение может соответствовать существенно разным рискам в зависимости от того, обусловлен ли рост главным образом оксидом углерода, водородом или ацетиленом. Приводите значения отдельных газов наряду с суммарным показателем.

Подбирайте последующие проверки с учётом предполагаемого механизма повреждения

После подтверждения достоверности результата выбирайте проверки, направленные на проверку предполагаемого диагноза, а не назначайте все доступные испытания.

• Термический профиль: проверьте нагрузку, неравномерность нагрузки по фазам, оборудование охлаждения, состояние радиаторов и температурные записи. Внешняя тепловизионная съёмка может выявить доступные для осмотра проблемы соединений или охлаждения, но не исключает наличия внутренних горячих точек.
• Профиль разрядов: оцените записи защит, вводы, соединения и соответствующие электрические испытания. При наличии подтверждающих данных может быть целесообразно специализированное обследование на частичные разряды.
• Возможное повреждение целлюлозной изоляции: рассмотрите анализ фуранов, оценку влажности и испытания состояния изоляции. Обработка масла и тип бумаги влияют на интерпретацию содержания фуранов, поэтому ни оксиды углерода, ни фураны по отдельности не позволяют определить оставшийся срок службы изоляции.

Измерения электрической прочности масла, содержания влаги и кислотности дополняют сведения о состоянии масла и изоляции. Удовлетворительный результат испытания напряжением пробоя не отменяет аномальную динамику DGA: эти испытания оценивают разные характеристики состояния.

Герметичная конструкция всё равно требует исходных данных для диагностики

Конструкция системы консервации влияет на поведение газов и доступность оборудования для техобслуживания. Силовой маслонаполненный трансформатор серии S11 имеет полностью герметичную конструкцию без расширительного бака; изменение объёма масла компенсируется гофрированными стенками. Изоляция от окружающего воздуха помогает ограничить старение масла, но не исключает внутренних термических или электрических повреждений.

Для такого оборудования сохраняйте имеющиеся заводские данные или результаты ввода в эксплуатацию в качестве справочных и соблюдайте предписания по отбору проб. Избегайте ненужного вскрытия герметичной системы. Конструкция, снижающая объём планового техобслуживания, не делает аномальную динамику газов несущественной.

Решение об эскалации должно учитывать газовый профиль, скорость его изменения и подтверждающие данные. Быстро растущие концентрации газов, связанных с разрядами, в сочетании со срабатыванием защиты или другими признаками ненормальной работы требуют немедленной оценки ситуации в соответствии с процедурами объекта. Небольшой разовый рост без сопутствующих признаков может требовать оперативной проверки и более тщательного мониторинга. Документируйте полученные данные, лицо, ответственное за принятие решения, и срок следующего отбора проб или испытания, чтобы действия можно было отследить и чтобы они не основывались на одном необъяснённом лабораторном показателе.