Онлайн-мониторинг содержания растворенных газов для оценки состояния трансформаторного масла
Система онлайн-мониторинга DGA обеспечивает непрерывное отслеживание ключевых газов, свидетельствующих о неисправностях и растворенных в трансформаторном масле, что позволяет своевременно выявлять состояние изоляции и тепловой режим трансформатора в промежутках между лабораторными испытаниями. Данные напрямую интегрируются с вашей системой SCADA, системой автоматизации подстанции или платформой управления активами и могут сочетаться с информацией о температуре, частичных разрядах, состоянии проходных вводов и переключателя OLTC для более полной оценки состояния трансформатора.
- Мониторинг динамики содержания газа в промежутках между плановыми лабораторными анализами
- Автоматическая интерпретация неисправностей по соотношению газов, а не просто обработка исходных показаний
- Гибкая интеграция с системами SCADA и системами автоматизации подстанций
Что такое мониторинг содержания растворенных газов?
Анализ растворённых газов (DGA) — это метод диагностики масляных силовых трансформаторов. Когда внутренние неисправности — перегрев, частичные разряды или дуговой разряд — приводят к разложению изоляционного масла и целлюлозы, при этом выделяются характерные газы неисправности, которые растворяются в масле. Мониторинг этих газов в динамике позволяет определить тип неисправности, степень её серьезности и скорость развития проблемы.
Система онлайн-мониторинга DGA выполняет эти измерения автоматически и непрерывно на объекте, обеспечивая постоянный поток данных о динамике изменений в дополнение к периодическим лабораторным анализам, которые уже используются для анализа трансформаторного масла.
Почему важен непрерывный мониторинг DGA
Неисправности трансформаторов не всегда развиваются по предсказуемому графику. Непрерывный мониторинг динамики показателей газа в разрядах (DGA) обеспечивает контроль за состоянием оборудования в промежутках между испытаниями, благодаря чему быстро развивающаяся проблема — например, возникновение дуги — может быть выявлена, пока ещё есть время для планирования мер реагирования.
- Отслеживает динамику газового состава в режиме реального времени, а не через фиксированные интервалы измерений
- Выявляет резкие скачки концентрации газа, которые при периодическом отборе проб могли бы остаться незамеченными
- Поддерживает планирование технического обслуживания на основе состояния оборудования с использованием данных о текущих тенденциях
- Обеспечивает удаленный мониторинг трансформаторов, у которых сложно проводить частые отборы проб
Семь основных газов, указывающих на неисправности, и их диагностическое значение
Стандартная онлайн-система DGA отслеживает содержание семи газов, растворённых в трансформаторном масле. Именно совокупный анализ этих показателей — а не рассмотрение их в отдельности — позволяет превратить результаты измерений в индикацию неисправности.
| Газ | Типичные связи между неисправностями | Почему это важно |
|---|---|---|
| Водород (H₂) | Частичные разряды / низкоэнергетические разряды | Чувствительный ранний индикатор электрической активности |
| Метан (CH₄) | Низкотемпературный термический сбой | Полезно для выявления ранних тенденций в термических неисправностях |
| Этан (C₂H₆) | Перегрев масла при низких температурах | Поддерживает анализ термических неисправностей |
| Этилен (C₂H₄) | Термический сбой при повышенной температуре | Важный показатель сильного перегрева |
| Ацетилен (C₂H₂) | Электрическая дуга / высокоэнергетический разряд | Ключевой газ для высокоэнергетических электрических замыканий |
| Окись углерода (CO) | Разложение целлюлозы | Указывает на термическую нагрузку на бумажную изоляцию |
| Диоксид углерода (CO₂) | Старение целлюлозы | Используется совместно с CO для оценки теплоизоляции |
Методы анализа соотношений газов и интерпретация «треугольника Дюваля» позволяют сравнивать эти газы между собой для определения вероятного типа разлома. Полные данные о диапазонах обнаружения и показателях точности доступны на сайте Страница продукта «Система онлайн-мониторинга DGA».
Онлайн-DGA и лабораторный DGA
Лабораторный анализ газов трансформатора (DGA) по-прежнему является важной частью детального анализа трансформаторного масла. Онлайн-анализ DGA позволяет получать информацию о динамике показателей в промежутках между плановыми лабораторными испытаниями, поэтому эти два метода хорошо дополняют друг друга.
Лабораторный анализ DGA
- Периодический отбор проб по расписанию или по сигналу об изменении состояния
- Подробный лабораторный анализ и отчетность
- Ручной отбор проб масла и их транспортировка
- Хорошо подходит для плановой оценки технического состояния
Онлайн-мониторинг DGA
- Динамика содержания газа в пробах, полученных в ходе лабораторных исследований
- Автоматическое измерение без участия оператора
- Более раннее выявление быстро происходящих изменений в составе газа
- Удаленный мониторинг с функцией сигнализации и интеграцией с системой SCADA
Система онлайн-мониторинга DGA
Онлайн-система мониторинга DGA является нашим основным решением для непрерывного анализа газов в трансформаторном масле и органично сочетается со связанными с ней продуктами для мониторинга состояния трансформаторов в рамках проектов, требующих более широкого охвата.
Система онлайн-мониторинга DGA
Непрерывный автоматизированный газохроматографический анализ трансформаторного масла с диагностикой неисправностей по соотношению газов и стандартными промышленными интерфейсами связи для интеграции в систему SCADA. Настройка под конкретный проект с учетом спектра анализируемых газов, цикла отбора проб и протокола связи.
Система онлайн-мониторинга частичных разрядов
Датчики разряда на УВЧ, ВЧ и ультразвуковые датчики, которые дополняют результаты анализа газов (DGA), когда динамика содержания водорода или ацетилена указывает на наличие разрядной активности.
Система онлайн-мониторинга OLTC
Мониторинг тока, вибрации и крутящего момента устройства переключения отводов — эта информация может оказаться полезной, если в отсеке OLTC наблюдается иной профиль газа, чем в основном баке.
Система мониторинга проходных изоляторов трансформатора
Мониторинг ёмкости, диэлектрических потерь и тока утечки в системе изоляции проходных изоляторов, а также масла в основном баке, которое подлежит анализу методом газового анализатора (DGA).
Система измерения температуры с использованием оптоволоконных датчиков
Прямое измерение температуры «горячей точки» обмотки, полезное для сопоставления динамики температурных показателей газа с фактическим значением температуры «горячей точки».
Как работает онлайн-мониторинг DGA
Отбор проб нефти / Циркуляция
Контур с низким расходом забирает масло из существующих клапанов трансформатора и возвращает его, не нарушая его работу.
Отвод газа
Растворенные газы извлекаются из циркулирующего масла для анализа.
Разделение и измерение газов
Извлечённый газ подвергается сепарации и измерению с целью определения концентрации каждого из газов, выделяющихся из разлома.
Диагностика, анализ тенденций и интеграция данных
Данные о концентрации газа, тенденции и сигналы тревоги обрабатываются локально и могут передаваться в системы SCADA, системы автоматизации подстанций или системы управления активами через стандартные интерфейсы связи.
Подробнее о мониторинге состояния трансформаторов
Метод DGA позволяет получить химические доказательства наличия дефектов изоляции и тепловых неисправностей. Другие методы мониторинга дополняют эту информацию данными об электрическом, тепловом и механическом состоянии оборудования и могут комбинироваться в зависимости от потребностей проекта.
Мониторинг трансформаторов
Обзор нашего полного ассортимента систем мониторинга состояния трансформаторов — температурного контроля, анализа газов в трансформаторе (DGA), контроля частичных разрядов (PD), контроля вводов и регулируемых трансформаторных выключателей (OLTC) — с настройкой в соответствии с требованиями проекта.
Мониторинг температуры трансформатора
Онлайн-мониторинг температуры обмотки и верхнего масла с добавлением данных о тепловом состоянии наряду с динамикой показателей газа по методу DGA.
Мониторинг температуры с помощью оптоволоконных датчиков
Измерение горячих точек в обмотке с помощью диэлектрических оптоволоконных датчиков, что позволяет сопоставить признаки тепловой неисправности с фактическими значениями температуры горячих точек.
Мониторинг частичных разрядов
Датчики УВЧ/HFCT/ультразвуковые датчики пробойной активности, которые предоставляют информацию о электрических разрядах в режиме реального времени наряду с химическими данными, получаемыми при газоанализе (DGA).
Мониторинг OLTC
Мониторинг тока, вибрации и крутящего момента устройства переключения отводов, а также сбор данных о механическом состоянии отсека устройства переключения отводов под нагрузкой (OLTC).
Мониторинг втулок
Мониторинг ёмкости, диэлектрических потерь и тока утечки в проходных изоляторах в дополнение к анализу масла в основном баке системы DGA.
Гибкая интеграция с системами SCADA и системами мониторинга трансформаторов
Решения INNO для онлайн-мониторинга DGA разработаны с учетом гибкой интеграции с существующей инфраструктурой мониторинга подстанций и трансформаторов. Данные измерений, динамика показателей содержания газа и сигналы тревоги могут передаваться в системы SCADA, системы автоматизации подстанций или системы управления активами через стандартные промышленные интерфейсы связи.
Если в рамках проекта требуется более всесторонняя оценка состояния трансформатора, данные по газам, выделяющимся при разряде (DGA), можно анализировать в совокупности с информацией о температуре, частичных разрядах, состоянии вводов и состоянии трансформатора с переключателем обмоток под нагрузкой (OLTC).
- RS-485 / Modbus RTU
- Ethernet / Modbus TCP
- IEC 61850
- Дополнительный аналоговый выход в зависимости от конфигурации проекта
В каких случаях онлайн-мониторинг DGA наиболее ценен
Непрерывное мониторинг динамики газа приносит наибольшую пользу на объектах, где обнаружение невыявленного разлома может повлечь за собой значительные затраты, а доступ к нему затруднен или забор проб с регулярной периодичностью представляет сложность.
Энергетические трансформаторы
Трансформаторы линий электропередачи и подстанций, непредвиденный отказ которых негативно сказывается на надёжности электросети и затрагивает большое количество потребителей.
Генераторные повышающие трансформаторы
Критически важные объекты, связывающие генерирующие мощности с энергосистемой, где постоянный мониторинг их состояния способствует обеспечению готовности генерирующих мощностей.
Промышленные трансформаторы для подстанций
Производственные предприятия, на которых внеплановая остановка может привести к сбоям в производстве, стоимость которых значительно превышает стоимость самого трансформатора.
Повышающие трансформаторы для систем возобновляемой энергетики
Солнечные и ветровые повышающие трансформаторы, часто расположенные в удаленных местах, где невозможно проводить частый ручной отбор проб.
Трансформаторы в масляной среде, находящиеся в критическом состоянии
Устаревающие трансформаторы или трансформаторы с высокой интенсивностью эксплуатации, в случае которых для принятия решений по техническому обслуживанию на основе оценки технического состояния полезно использовать данные о динамике показателей в режиме реального времени.
Тестирование и оценка состояния трансформаторов у производителей оригинального оборудования (OEM)
Производители и испытательные центры, которым требуются оперативные данные о динамике содержания газа в ходе заводских испытаний или ввода в эксплуатацию на объекте.
Стандарты и типовая конфигурация
Метод извлечения данных и логика интерпретации неисправностей в онлайн-системе DGA разработаны с учетом эталонных стандартов, применяемых при анализе растворенных газов в трансформаторном масле.
| Пункт | Типовая конфигурация |
|---|---|
| Цикл отбора проб / анализа | Регулируемый; минимум ≤ 2 часа |
| Метод анализа | Газовая хроматография (ГХ) с детекторами TCD / FID |
| Газ-носитель | Азот высокой чистоты (генератор на месте — опционально) |
| Хранение данных | ≥ 10 лет записей измерений, полученных на борту |
| Коммуникация | RS-485 / Modbus RTU, Ethernet / Modbus TCP, IEC 61850 |
| Источник питания | 220 В переменного тока ±15%, 50/60 Гц; ≤ 200 Вт |
| Способ установки | Трансформатор под напряжением; подключение только к клапану впуска/выпуска масла |
Полную информацию о диапазонах измерения газов, точности, аппаратной конфигурации и технических характеристиках см. в Страница продукта «Система онлайн-мониторинга DGA».
Настройка мониторинга DGA для вашего проекта по строительству трансформатора
Компания INNO предлагает онлайн-системы мониторинга DGA и индивидуальные решения по мониторингу состояния трансформаторов для энергетических компаний, промышленных предприятий и производителей оригинального оборудования.
- Требования к мониторингу газа, утвержденные в рамках проекта
- Протокол связи, выбранный с учетом особенностей вашей системы SCADA или платформы
- Заранее проверены условия монтажа и расположение масляных клапанов
- Дополнительные аксессуары и инженерная поддержка — от консультации до ввода в эксплуатацию
Часто задаваемые вопросы по мониторингу анализа растворенных газов
Что такое мониторинг содержания растворенных газов?
Мониторинг DGA позволяет выявлять и количественно определять газы, растворенные в трансформаторном масле, которые образуются в результате разложения изоляционного масла и бумаги под воздействием внутренних неисправностей, таких как перегрев, частичные разряды или дуговые разряды.
Какие неисправности трансформатора позволяет выявить метод газоанализа (DGA)?
Тенденции в составе газов, выделяющихся из изоляции (DGA), могут свидетельствовать о термических повреждениях, частичных разрядах и образовании электрической дуги, а также о разрушении целлюлозной изоляции — в зависимости от того, какие газы выделяются и с какой скоростью.
Какие газы контролируются?
В стандартной конфигурации осуществляется мониторинг семи газов, свидетельствующих о неисправностях: водорода, метана, этана, этилена, ацетилена, оксида углерода и диоксида углерода.
В чём заключается разница между онлайн-анализом DGA и лабораторным анализом DGA?
Лабораторный анализ DGA позволяет получить подробные результаты на основе периодических проб нефти. Онлайн-анализ DGA обеспечивает непрерывное автоматическое отслеживание динамики газового состава в промежутках между такими испытаниями, поэтому эти два метода дополняют друг друга.
Можно ли установить систему онлайн-мониторинга DGA на действующий трансформатор?
Да. Система подключается к имеющимся на трансформаторе клапанам для отбора проб масла без отключения трансформатора от сети и без слива масла.
Как часто онлайн-монитор DGA проводит анализ трансформаторного масла?
Цикл отбора проб и анализа можно настраивать, при этом минимальный интервал составляет около двух часов, что позволяет отслеживать тенденции на постоянной основе, а не разово.
Как данные DGA интегрируются с системой SCADA?
Данные могут передаваться по интерфейсам RS-485 / Modbus RTU, Ethernet / Modbus TCP или в соответствии со стандартом IEC 61850, в зависимости от протокола связи, используемого вашей платформой.
Каким образом система DGA дополняет мониторинг частичных разрядов?
Система мониторинга PD в режиме реального времени фиксирует само явление разряда, а метод DGA показывает, приводит ли эта активность со временем к образованию газов неисправности в масле — вместе эти два метода дают более полную картину.
Можно ли использовать DGA в сочетании с системой контроля температуры трансформатора?
Да. Данные о температуре помогают правильно интерпретировать динамику выделения газа в результате термических повреждений, и оба этих показателя можно анализировать совместно в рамках более широкого проекта по мониторингу состояния оборудования.
Какие трансформаторы получают наибольшую выгоду от онлайн-мониторинга DGA?
Непрерывные данные о динамике работы, как правило, приносят наибольшую пользу при эксплуатации критически важных, устаревших или труднодоступных для отбора проб трансформаторов — таких как трансформаторы электросетей, повышающие трансформаторы генераторов, промышленные трансформаторы и повышающие трансформаторы для объектов возобновляемой энергетики.
Запросите конфигурацию DGA для вашего трансформатора
Сообщите нам тип трансформатора, напряжение/мощность, необходимые газы, схему расположения масляных клапанов, протокол связи, требования к системе SCADA и условия установки — наша команда инженеров разработает конфигурацию мониторинга DGA специально для вашего проекта.
