Wie interpretiert man die Daten eines Transformator-Lösungsgasanalysators?

Hallo! Als Lieferant von Transformer-Analysegeräten für gelöste Gase habe ich aus erster Hand gesehen, wie wichtig es ist, die von diesen Geräten gelieferten Daten zu interpretieren. In diesem Blog begleite ich Sie durch den Prozess der Auswertung der Daten eines Transformator-Analysators für gelöstes Gas, damit Sie dafür sorgen können, dass Ihre Transformatoren reibungslos laufen.

Verstehen der Grundlagen der Analyse gelöster Gase

Bevor wir uns mit der Dateninterpretation befassen, wollen wir kurz erläutern, worum es bei der Analyse gelöster Gase (DGA) geht. Transformatoren nutzen Öl als Isolier- und Kühlmedium. Im Laufe der Zeit kann das Öl aufgrund verschiedener Faktoren wie elektrischer Belastung, Überhitzung und Alterung zerfallen und verschiedene Gase freisetzen. Diese Gase können wertvolle Hinweise auf den Zustand des Transformators geben.

Ein Transformator-Gasanalysator misst die Konzentration dieser Gase im Transformatoröl. Die am häufigsten überwachten Gase sind Wasserstoff (H₂), Methan (CH₄), Ethan (C₂H₆), Ethylen (C₂H₄), Acetylen (C₂H₂), Kohlenmonoxid (CO) und Kohlendioxid (CO₂). Jedes Gas ist mit bestimmten Arten von Fehlern oder Zuständen im Transformator verbunden.

Interpretation der Gaskonzentrationen

Schauen wir uns zunächst die einzelnen Gase an und was uns ihre Konzentrationen verraten.

• Wasserstoff (H₂): Ein hoher Wasserstoffgehalt kann auf Teilentladungen, Überhitzung oder Lichtbogenbildung im Transformator hinweisen. Teilentladungen sind kleine elektrische Entladungen, die in der Isolierung auftreten und die Isolierung im Laufe der Zeit allmählich beschädigen können. Überhitzung kann durch Faktoren wie Überlastung oder schlechte Kühlung verursacht werden.
• Methan (CH₄) und Ethan (C₂H₆): Diese Gase sind typischerweise mit der thermischen Zersetzung des Öls verbunden. Wenn das Öl erhitzt wird, zerfällt es in diese Kohlenwasserstoffe. Mäßige Methan- und Ethanwerte können normal sein, ein deutlicher Anstieg kann jedoch auf eine Überhitzung hinweisen.
• Ethylen (C₂H₄): Ethylen ist ein Zeichen für höhere Temperaturen. Es entsteht häufig, wenn das Öl Temperaturen über 300 °C ausgesetzt wird. Hohe Ethylenwerte können auf starke Überhitzung oder Lichtbogenbildung hinweisen.
• Acetylen (C₂H₂): Acetylen ist ein sehr starker Indikator für Lichtbogenbildung. Lichtbögen sind ein schwerwiegender Fehler, der zu erheblichen Schäden am Transformator führen kann. Selbst geringe Mengen Acetylen sollten sofort untersucht werden.
• Kohlenmonoxid (CO) und Kohlendioxid (CO₂): Diese Gase entstehen, wenn die Zelluloseisolierung im Transformator kaputt geht. Hohe Kohlenmonoxid- und Kohlendioxidwerte können auf eine Überhitzung der Isolierung oder ein schwerwiegenderes Problem wie einen Kurzschluss hinweisen.

Verwendung von Verhältnissen zur Fehlerdiagnose

Neben der Betrachtung der einzelnen Gaskonzentrationen können wir auch Verhältnisse verschiedener Gase zur Fehlerdiagnose heranziehen. Eine der am häufigsten verwendeten Methoden ist das Duval-Dreieck. Das Duval-Dreieck stellt die Verhältnisse von Methan, Ethylen und Acetylen dar, um verschiedene Arten von Verwerfungen zu identifizieren.

• Thermische Fehler: Wenn das Verhältnis von Ethylen zu Methan hoch ist, deutet dies auf einen thermischen Fehler hin. Je höher das Verhältnis, desto höher ist die Temperatur des Fehlers.
• Lichtbogenfehler: Ein hohes Verhältnis von Acetylen zu Ethylen weist auf einen Lichtbogenfehler hin.
• Teilentladungen: Ein hohes Verhältnis von Wasserstoff zu Methan kann auf Teilentladungen hinweisen.

Ein weiteres nützliches Verhältnis ist das Verhältnis von Kohlenmonoxid zu Kohlendioxid. Ein hohes Verhältnis von CO zu CO₂ kann auf eine Überhitzung der Zellulosedämmung hinweisen.

Überwachung von Trends im Zeitverlauf

Dabei sind nicht nur die aktuellen Gaskonzentrationen wichtig. Die Überwachung der Trends der Gaskonzentrationen im Laufe der Zeit kann wertvolle Erkenntnisse über den Zustand des Transformators liefern. Wenn die Gaskonzentrationen stetig ansteigen, kann dies auf ein sich entwickelndes Problem hinweisen. Wenn die Gaskonzentrationen hingegen stabil sind oder abnehmen, kann dies ein Hinweis darauf sein, dass das Problem unter Kontrolle ist.

Vergleich mit Standards und Richtlinien

Um festzustellen, ob die Gaskonzentrationen normal sind oder auf ein Problem hinweisen, ist es wichtig, sie mit Industriestandards und -richtlinien zu vergleichen. Die International Electrotechnical Commission (IEC) und das Institute of Electrical and Electronics Engineers (IEEE) haben Standards für die Analyse gelöster Gase veröffentlicht. Diese Standards bieten Richtlinien für akzeptable Gaskonzentrationen und -verhältnisse.

Weitere zu berücksichtigende Faktoren

Neben den Gaskonzentrationen und -verhältnissen gibt es noch weitere Faktoren, die die Interpretation der Daten beeinflussen können. Beispielsweise können das Alter des Transformators, die Betriebsbedingungen und die Wartungshistorie Einfluss auf die Gasproduktion haben. Es ist wichtig, diese Faktoren bei der Interpretation der Daten zu berücksichtigen.

Abschluss

Die Interpretation der Daten eines Transformator-Analysators für gelöste Gase ist ein komplexer Prozess, der ein gutes Verständnis der Prinzipien der Analyse gelöster Gase und der Faktoren erfordert, die die Gasproduktion beeinflussen können. Durch sorgfältige Analyse der Gaskonzentrationen, -verhältnisse und -trends im Zeitverlauf und deren Vergleich mit Industriestandards und -richtlinien können Sie potenzielle Probleme in Ihren Transformatoren erkennen und geeignete Maßnahmen zur Vermeidung von Ausfällen ergreifen.

Wenn Sie mehr über Transformator-Analysatoren für gelöstes Gas erfahren möchten oder Hilfe bei der Interpretation der Daten Ihres Analysators benötigen, wenden Sie sich bitte an unsKontaktieren Sie uns. Wir sind hier, um Ihnen zu helfen, den reibungslosen Betrieb Ihrer Transformatoren zu gewährleisten.

Zusätzliche Ressourcen

• Weitere Informationen zur Hot-Spot-Überwachung von Transformatorwicklungen finden Sie hierÜberwachung von Hotspots in Transformatorwicklungen.
• Wenn Sie sich für die Überwachung des Erdungsstroms von Transformatorkernen interessieren, besuchen SieTransformatorkern-Erdungsstrommonitor.

Referenzen

• Internationale Elektrotechnische Kommission (IEC). IEC 60599: Mit Mineralöl gefüllte elektrische Geräte im Betrieb – Leitfaden zur Interpretation der Analyse gelöster und freier Gase.
• Institut für Elektro- und Elektronikingenieure (IEEE). IEEE C57.104: Leitfaden zur Interpretation von Gasen, die in Öltransformatoren erzeugt werden.