Medição do teor de hidrogênio no óleo do transformador

O óleo é usado em um transformador para isolar as partes vivas e remover o calor. São duas funções principais, mas também há uma terceira: os óleos isolantes são boas ferramentas  de informação com o qual é possível diagnosticar o desenvolvimento de vários defeitos. Isso se deve ao fato de que durante o funcionamento do transformador e com o desenvolvimento de diversos defeitos, são formados gases que entram no óleo. Resta apenas “ler” as informações do óleo e interpretá-las corretamente.

Análise cromatográfica de óleo de transformador

Agora, o método mais desenvolvido de “leitura” de informações do óleo do transformador é o método de análise cromatográfica de gases dissolvidos.

Se o transformador funcionar normalmente e sem defeitos, depois de um certo período de tempo, apenas dióxido de carbono e monóxido de carbono, às vezes metano, assim como oxigênio e nitrogênio aparecerão no óleo. A presença de outros gases indica processos indesejáveis ​​no transformador, por exemplo, decomposição de óleo e isolamento de papel. A essência do método de análise cromatográfica é medir as concentrações de gases dissolvidos no óleo. Essas concentrações são posteriormente usadas para determinar o tipo de defeitos em desenvolvimento.

Aqui está uma lista dos principais gases, cuja aparência no óleo é mais típica para defeitos do transformador:

• hidrogênio – descargas parciais, faíscas e descargas de arco;
• acetileno – arco elétrico, descargas de faíscas;
• etileno – aquecimento de óleo e isolamento sólido a temperaturas superiores a 600 ° С;
• metano – o óleo e o isolamento sólido são aquecidos a temperaturas de 400-600 ° C, o aquecimento do isolamento é acompanhado por descargas;
• etano – óleo e papel são aquecidos a temperaturas de 300-400 ° C;
• monóxido de carbono e dióxido de carbono – umidade no isolamento, envelhecimento de óleo e (ou) papel é possível;
• dióxido de carbono – aquecimento do papel isolante.

Métodos para determinar e avaliar a natureza dos defeitos em desenvolvimento em um transformador com base na concentração de gases dissolvidos

Os métodos para determinar e avaliar a natureza dos defeitos em um transformador, na maioria dos casos, baseiam-se no cálculo da razão de diferentes pares de gases. A principal diferença está na quantidade de gases de teste e na combinação dos pares desses gases. Por exemplo, o método Rogers usa três razões de cinco gases, o método Dornenburg usa quatro razões de cinco gases, o método IEC (IEC 60599) usa três razões de cinco gases, etc. Um testador DGA (Analisador de Gás Dissolvido) é usado para medir as concentrações de gás.

Uma das mais populares é a técnica do Triângulo Duval. Esta não é uma lógica computacional, mas uma abordagem gráfica para determinar os defeitos do transformador. A técnica é baseada na medição da concentração de três gases – C2H2, C2H4, CH4. Com base nos valores numéricos dessas concentrações, um ponto é traçado no gráfico apresentado na forma de um triângulo. De acordo com o método de Duval, a área do triângulo é dividida em sete zonas, e cada zona corresponde a um certo defeito no transformador. Dependendo da zona em que o ponto cai, uma conclusão é feita sobre o tipo de defeito.

O ponto é construído da seguinte maneira. As concentrações resultantes dos gases C2H2, C2H4, CH4 são convertidas em porcentagens, cada uma delas depositada no lado correspondente do triângulo. De cada ponto do lado do triângulo, três linhas são traçadas paralelas ao lado mais atrasado e sua intersecção dará o ponto desejado para o diagnóstico do defeito.

Surge a pergunta: existe uma alternativa mais simples para o triângulo de Duval? Para obter informações primárias sobre o estado do transformador, você pode usar a medição da concentração e a dinâmica de sua mudança para um gás – hidrogênio. Normalmente, essa informação é suficiente pelo menos para tomar uma decisão informada sobre a realização de um diagnóstico mais profundo com base em mais gases.

As causas e medições do hidrogênio no óleo

O hidrogênio aparece no óleo do transformador como um gás de recombinação quando as ligações C – H mais fracas são quebradas sob a ação de descargas parciais como resultado da reação de ionização.

Por que é conveniente usar hidrogênio para obter informações primárias sobre o estado de um transformador? Existem várias razões. Primeiro, o hidrogênio é um dos primeiros gases a ser produzido quando ocorre um problema em um transformador. Começa a destacar-se já a uma temperatura de 150 ° C. Em segundo lugar, é conveniente medir o hidrogênio no óleo devido ao fato deste gás ser caracterizado por baixa solubilidade em óleo e alta capacidade de difusão; portanto, é mais fácil detectá-lo mesmo em pequenas concentrações, diagnosticando assim um possível defeito no início.

A determinação rápida de hidrogênio no transformador dá a você tempo para concluir a análise cromatográfica dos gases dissolvidos (se necessário).

Analisador de hidrogênio e umidade para transformador

Medições expressas de hidrogênio são realizados usando dispositivos especiais. Um desses dispositivos foi desenvolvido por especialistas da GlobeCore. Foi denominado TOR-2.

Instrumento para medir o nível de hidrogênio no óleo O TOR-2

Instrumento para medir o nível de hidrogênio no óleo O TOR-2 possui dimensões compactas e baixo peso, portanto é fácil de transportar e transportar até o local de operação do transformador para análise das amostras colhidas. O TOR-2 fornece o conjunto de parâmetros mais necessário para o diagnóstico imediato de defeitos do transformador. É usado para determinar o hidrogênio no óleo do transformador e o conteúdo de água nos óleos minerais e essenciais.

As principais vantagens do dispositivo TOR-2:

• o treinamento para trabalhar com o dispositivo leva apenas algumas horas, e o teste de óleo é realizado por uma pessoa de forma simples e rápida;
• alta velocidade de medições. Após a amostragem, é necessário ligar o dispositivo e iniciar o processo de medição. Os primeiros resultados estarão disponíveis no painel LCD em dez minutos;
• para facilidade de operação e processamento de dados, uma mini-impressora está embutida no dispositivo, com a qual você sempre pode imprimir um cheque com os resultados do teste;
• alta precisão de medição, que é alcançada devido às características de design dos sensores e seu contato direto com o óleo. O sensor capacitivo de umidade não é afetado por contaminantes na amostra de óleo. E o sensor de hidrogênio detecta apenas hidrogênio e é insensível a outros gases;
• o dispositivo é universal e pode ser usado para diagnosticar e prevenir o desenvolvimento de defeitos não apenas em transformadores, mas também em cabos cheios de óleo, buchas de alta tensão, reatores e comutadores em carga.

Isso dá às empresas de energia uma solução simples que garante uma operação sem problemas do equipamento elétrico.

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