- DGA 테스트의 깊이 분석 : 변압기 결함 진단에 대한 관점 눈

 

1. DGA 테스트의 기본 원리 : "가스 생성"에서 "진단"까지의 논리 체인

변압기의 절연 시스템은 주로 미네랄 오일 (또는 FR3과 같은 환경 친화적 인 절연 유체) 및 고체 절연 재료 (예 : 절연 종이)로 구성됩니다. 정상 작동 중에, 절연 재료는 천천히 나이가 들고 미량의 가스를 생성합니다. 그러나 다음과 같은 결함이있을 때아크 배출, 부분 방전 및 과열변압기 내부에서 발생하면 결함 지점의 높은 에너지는 단열 오일과 고체 절연의 분해를 가속화하여 특징적인 가스를 생성합니다. 이들 가스의 대부분은 단열 오일에 용해되는 반면, 소량은 오일 또는 장비의 가스 챔버의 자유 상태에 존재한다.

DGA 테스트의 핵심 논리에는 과정이 포함됩니다.오일 샘플 수집 → 가스 분리 → 크로마토 그래피 분석오일에서 용해 된 가스의 유형과 농도를 정량적으로 감지합니다. 그런 다음 가스 유형과 결함 유형 사이의 해당 관계를 결합하여 변압기 내부에 결함이 있는지 여부와 결함의 특성이 있는지 여부를 유발합니다. 본질적으로 "가스 지문"을 통해 결함 상태를 복원합니다.

 

2. Core는 DGA 테스트 및 해당 결함에서 가스를 분석했습니다.

다른 고장 유형은 에너지 강도 및 작동 온도의 변화로 인해 상당히 다른 가스 유형과 비율을 생성합니다. 국제 표준 (예 : IEC 60599) 및 산업 관행에 따르면 DGA 테스트는 다음 7 가지 특징 가스에 중점을두고 있으며 결함 유형과의 해당 관계는 다음과 같습니다.

가스 이름	화학 기호	주요 결함 유형	주요 기능 설명
수소	H₂	부분 방전, 낮은 - 에너지 아크	부분 방전으로 인한 오일 분자 균열의 주요 생성물
메탄	ch₄	낮은 - 온도 열 결함 (<300℃)	저온에서 높은 비율로 오일 과열 분해의 초기 제품
에탄	C₂H₆	낮은 - 온도 열 결함 (<300℃)	메탄과 함께 생성되어 - 온도 과열을 공동으로 나타냅니다
에틸렌	C₂H₄	High-temperature thermal fault (>700도)	고온에서의 - 오일의 깊이 분해에서 특징적인 가스
아세틸렌	C₂H₂	높은 - 에너지 아크 배출	높은 - 아크와 같은 에너지 결함 아래에서만 생성됩니다. "결함 경고 가스"
일산화탄소	공동	절연 종이의 열 분해	고체 단열재의 노화 또는 과열의 주요 지표 (종이)
이산화탄소	co₂	절연 종이의 노화 또는 과열	CO와 함께 생성; CO/COio 비율은 단열 용지의 노화 정도를 결정할 수 있습니다.

예를 들어, 농도 인 경우아세틸렌 (c₂H₂)DGA 결과는 크게 증가하며, 일반적으로 변압기 내부의 높은 - 에너지 아크 (예 : 와인딩 단락)을 나타냅니다. 비율 인 경우에틸렌 (c₂H₄)눈에 띄는 것은 철 코어의 다중 - 포인트 접지로 인한 높은 - 온도 과열 결함 일 수 있습니다.

 

3.1 단일 가스 농도 분석 방법 : 기본 임계 값 판단

이 방법은 측정 된 가스 농도와 비교하여 비정상이 있는지 여부를 결정합니다.표준 경고 값(IEC 60599 및 GB/T 7252-2017과 같은 표준에 지정됨). 예를 들어:

새로 시운전 된 변압기의 절연 오일에서, 아세틸렌 (C₂H₂)의 농도는 0에 가깝고; CectedH det가 감지되면 공장 생산 중에 남아있는 잠재적 결함 위험에주의를 기울여야합니다.

IN - 서비스 변압기의 경우, 일산화탄소 (CO)의 농도가 연속적으로 300 μl/L을 초과하는 경우, 절연 종이의 노화 상태는 CO와 함께 분석되어야합니다.

 

3.2 가스 비율 분석 방법 : 결함 유형 세분

다른 결함은 다른 가스 조합을 생성합니다. 특성 가스의 비율 (예 : c₂h₂/c₂h₄, ch₄/h₂, c₂h₄/c₂h₆)의 비율을 계산함으로써 결함 유형을 추가로 세분화 할 수 있습니다. 공통 비율과 결함 사이의 해당 관계는 다음과 같습니다 (IEC 60599 참조).

오류 유형	C₂H₂/C₂H₄ (아세틸렌/에틸렌)	ch₄/H₂ (메탄/수소)	C₂H₄/C₂H₆ (에틸렌/에탄)
정상적인 작동	<0.1	0.1-1.0	<1
부분 배출	<0.1	>1	<1
낮은 - 온도 열 결함 (<300℃)	<0.1	0.1-1.0	<1
High-Temperature Thermal Fault (>700도)	0.1-1.0	0.1-1.0	>3
높은 - 에너지 아크 배출	>1	<0.1	>3

예를 들어, 비율이 "c₂h₂/c₂h₄> 1 및 c₂h₄/c ₂h₆ 3"의 조건을 충족하는 경우, 높은 - 에너지 아크 오류로 확인할 수 있습니다. Visual Arc Flash Signs가없는 문서 2의 MVA 변압기에서 아세틸렌의 검출은 숨겨진 아크 (예 : 권선 내부의 부분 방전의 발달) 일 수 있음을 시사합니다.

 

3.3 Duval Triangle 방법 : 직관적 인 그래픽 진단

Hydro - 캐나다의 퀘벡 연구 기관이 제안한이 방법은의 양을 사용합니다.메탄 (ch₄), 에틸렌 (c₂H₄) 및 아세틸렌 (c₂H₂)삼각형의 세 정점. 각 가스의 비율을 계산 한 후 삼각형 다이어그램의 위치를 ​​찾아 떨어지는 영역에 따라 결함 유형을 판단합니다. 이 방법은 매우 직관적이며 "열 결함"과 "배출 결함"을 효과적으로 구별 할 수 있으며 과열 온도 수준 (낮은 - 온도 T1, 중간 - 온도 T2, 높은 - 온도 T3)을 세분화 할 수 있습니다.

Duval Triangle의 핵심 영역 부서는 다음과 같습니다.

영역 D1 : 부분 방전; 면적 D2 : 높음 - 에너지 아크;

면적 T1 : 낮은 - 온도 과열 (<300℃); Area T2: Medium-temperature overheating (300-700℃); Area T3: High-temperature overheating (>700도);

면적 DT : 아크 + 열 결함의 결합 결함.

 

3.4 Rogers 비율 방법 : 엔지니어링 오류 분류

영국의 CEGB 및 IEEE가 공동으로 제안한이 방법은 3 개의 가스 비율 (CHAT/HAT, CATER ₂, CATER/CATERS, CATER}}시 크기 변압기의 신속한 진단에 적합합니다. IEC 비율 방법과 비교하여 로저스 방법은 "낮은 {- 에너지 아크"와 "높은 - 온도 과열"을보다 정확하게 구별 할 수 있으며, 문서 1은 북미 전력 시스템에서 널리 사용된다는 언급을 언급합니다.

 

3.5 IEC 60599 진단 방법 : 포괄적 인 표준 프로세스

IEC 60599는 국제적으로 인정 된 표준으로서 단일 방법에 의존하지 않고 3 개의 - 단계의 단계를 채택합니다. "농도 임계 값 → 비율 분석 → 추세 검증":

먼저, 단일 가스의 농도가 표준을 초과하는지 여부를 확인하십시오 (예 : 아세틸렌> 5 μl/L은 경계가 필요);

그런 다음 가스 비율 분석을 통해 결함 유형을 판단하십시오.

마지막으로, 3-6 개월의 추세 데이터를 결합하여 결함이 발생하는지 확인하십시오 (예 : 가스 농도의 월간 성장률> 10%).

이 방법은 정확성과 실용성의 균형을 유지하며 글로벌 전력 산업의 주류 진단 기초입니다.

 

4.1 결함 유형 진단 및 국소화

이것은 DGA의 핵심 응용 프로그램입니다. 변압기 (예 : 오일 온도 증가, 노이즈 증가) 또는 가스가 일상적인 테스트 중에 표준을 초과하는 경우 DGA 분석은 결함의 특성 (예 : "아크"또는 "과열")을 신속하게 식별하고 - 사이트 유지 보수에 대한 지침을 제공 할 수 있습니다. 예를 들어, 문서 2 (아세틸렌 + 높이 - 농도 가스)에서 MVA 변압기의 DGA 결과는 결함이 확장되는 것을 방지하기 위해 "RE - 커미셔닝을 권장하지 않는"결정을 직접 지원합니다.

 

4.2 조기 결함 경고 (추세 분석)

DGA 데이터를 오랫동안 모니터링하고 가스 농도의 변화 추세를 분석함으로써, 결함의 "배아 단계"에서 잠재적 위험이 감지 될 수있다.

느린 증가가스 농도에서 (예 : CO에서 월 5% 증가) : 일반적으로 단열 노화로 인해 모니터링이 향상되어야합니다.

급격한 증가가스 농도 (예 : 하루에 10 μL/L의 새로운 아세틸렌이 검출 된 새로운 아세틸렌) : 갑작스런 결함을 나타냅니다. 비상 폐쇄가 필요합니다.

갑작스런 외모새로운 가스 (예 : 이전에 검출되지 않았지만 특정 테스트에서 검출 된 CATER) : 새로운 결함의 발생 (예 : 권선의 절연 붕괴)을 나타낼 수 있습니다.

 

4.3 일상적인 테스트 및 공장 검증 (문서 3의 주요 요구 사항)

IEC 60076-1과 문서 3의 요구 사항에 따르면, 변압기가 공장을 떠나기 전에, 새로운 오일 주입 후 또는 점검 후 DGA 테스트를 수행해야합니다.

시험 전 : 새로운 오일이 자격이 있는지 여부를 확인하십시오 (예 : 아세틸렌 없음, 낮은 수분);

시험 후 : 시험 전후에 크로마토 그래피 데이터를 비교하여 테스트 중 내부 숨겨진 위험이 없음을 확인합니다 (예 : 견딜 수 견고성 전압 테스트로 인한 부분 배출);

예 : 문서 3에는 "절연 시험 후 오일 크로마토 그래피 분석에서 이상이 없음"이 명확하게 필요합니다.

 

4.4 유지 보수 결정 지원

DGA 결과를 기반으로 차별화 된 유지 보수 전략을 공식화 할 수 있습니다.

정상적인 DGA 데이터 : 계획대로 일상적인 유지 보수를 수행합니다.

약간의 이상 (예를 들어, 추적 ch₄) : 모니터링 사이클을 단축시킨다 (예 : 3 개월에서 한 달에 한 번에서 한 달에 한 번);

심각한 이상 (예 : 과도한 c₂h₂) : 장비 손상이나 전력망 사고를 피하기 위해 즉시 유지 보수를 위해 종료하십시오.

 

5. DGA 테스트를위한 국내 및 국제 표준 시스템

DGA 테스트의 표준화는 권위있는 표준의지도에 의존합니다. 다른 국가/지역은 전력망의 특성에 따라 적응 표준을 공식화했습니다. 핵심 표준 시스템은 아래 표에 나와 있습니다.

표준 이름/메소드	공식 조직/출처	핵심 콘텐츠	응용 프로그램 시나리오
IEC 60599	국제 전기 기술위원회 (IEC)	추세 분석을 강조하는 가스 농도 한계 및 비율 방법을 지정합니다.	전 세계적으로 적용 가능하며 다양한 오일에 적합 - 몰입 변압기
IEEE C57.104-2019	전기 및 전자 엔지니어 연구소 (IEEE)	로저스 비율 방법을 강조하는 가스 경고 값을 설정합니다	트렌드 모니터링에 중점을 둔 북미 및 국제 시장
듀발 삼각형 방법	Hydro - 퀘벡, 캐나다	CHAT/CATER/CATERS를 기반으로 한 그래픽 진단	복잡한 결함의 정확한 분류 (예 : 결합 된 결함)
GB/T 7252-2017	중국의 표준화 관리	IEC 및 IEEE 방법을 통합하여 중국의 전력망에 적응합니다.	중국의 트랜스포머, 절연 종이에 대한 CO/CO₂ 분석을 강조합니다
JEC-0101-2001	일본 전기 엔지니어 연구소 (IEEJ)	- 습도 환경에 적응하는 엄격한 가스 경보 값	일본의 전력망, 단열 용지의 노화 판단에 중점

이러한 표준의 일반적인 요구 사항은 다음과 같습니다단일 방법에 의존하는 것이 아니라 여러 분석 방법과 - 사이트 작업 조건 (예 : 주변 습도, 장비 부하)을 결합하여 포괄적 인 판단을 내립니다..

 

6.1 비 {- 침입 감지, 정전이 필요하지 않습니다

DGA 샘플링은 장비를 분해하거나 전원을 차단하지 않고 변압기의 오일 샘플링 밸브에서 50 - 100 ml의 오일 샘플을 추출하면됩니다 (특별한 경우 제외). 장비의 정상적인 운영 중에 완료 될 수있어 정전 손실을 크게 줄입니다. 이는 산업 사용자 및 전력망 회사에 특히 중요합니다.

 

6.2 조기 결함 경고, 사전에 위험을 방지합니다

"잠재적"에서 "발병"으로 결함이 발생하는 데 일반적으로 몇 주에서 몇 달이 걸립니다. DGA는 결함 에너지가 낮을 때 특징적인 가스를 감지 할 수 있으며 (예를 들어, 부분 배출에 의해 생성됨) 기존의 "오일 온도 모니터링"및 "오일 색상 관측"보다 몇 배 더 오래 경고 기간을 제공하여 유지 보수 시간을 허용합니다.

 

6.3 여러 결함 유형을 다루고 포괄적 인 진단

전기 결함 (아크, 부분 배출), 열 결함 (낮은 - 온도, 높은 - 온도 과열) 또는 고체 단열 노화 여부에 관계없이 DGA는 특징적인 가스 조합을 통해 커버리지를 달성 할 수 있습니다. 다른 테스트 (예 : 단열성 저항 테스트)는 전체 단열 상태 만 반영 할 수 있으며 특정 오류 유형을 찾을 수 없습니다.

 

미래에 사물 인터넷과 인공 지능 기술의 개발로 DGA 테스트는 "의 방향으로 이동할 것입니다."온라인 real - 시간 모니터링 + AI 지능형 진단": 실제 - 시간 가스 데이터는 온라인 오일 샘플 수집 장치를 통해 전송 될 것이며, 기계 학습 모델은 고장 유형 및 개발 추세를 자동으로 식별하고 진단 효율성과 정확성을 더욱 향상시키는 데 사용될 것입니다. 그러나 기술의 진화 방식에 관계없이"특성 가스를 기반으로하는 결함 상관 논리 "는 DGA의 핵심 방법으로 남아 있으며, 전통적인 분석 방법 (EG, 비율은 Emplication Thetge)의 핵심입니다. 전력 운영 및 유지 보수 직원을위한 기술.

전력 산업의 경우 국제/국가 표준 (예 : IEC 60599, GB/T 7252 - 2017)에 따라 DGA 테스트에 중요성을 부여하고, 장기 트렌드 데이터베이스를 설정하는 것은 변압기의 안전한 운영을 보장하고 전력 그리드 유수의 위험을 줄이기위한 주요 조치입니다.