CO в трансформаторном масле: почему это важно для трансформатора DGA

Окись углерода, обычно называемая CO, является одним из наиболее важных газов при анализе растворенных газов в маслонаполненных силовых трансформаторах. В то время как такие газы, как ацетилен, часто связаны с искрением, а водород обычно связан с частичным разрядом или общей неисправностью, CO имеет особую диагностическую ценность: он тесно связан с термической деградацией и старением целлюлозной изоляции. проставки. Масло часто можно отфильтровать, регенерировать или заменить, но твердую изоляцию гораздо труднее восстановить, если она состарилась или ухудшилась. По этой причине мониторинг CO в трансформаторном масле – это не только обнаружение неисправности; Речь также идет о понимании долговременного состояния бумажной изоляции трансформатора.

Почему в трансформаторном масле образуется CO

CO2 в основном образуется при разложении целлюлозной изоляции под воздействием термического, электрического, окислительного стресса или воздействия влаги. При нормальной работе может присутствовать небольшое количество CO из-за естественного старения. Однако когда концентрация CO быстро увеличивается или имеет непрерывную тенденцию к увеличению, это может указывать на ускоренную деградацию бумажной изоляции. изоляция

Длительная работа при перегрузке

Плохое охлаждение или блокировка потока масла

• Влага в бумаге изоляция
• Окисление масляно-бумажной системы изоляции
• Ослабленные соединения, перегрев или перегрев вблизи токоведущих частей parts
• Исторические неисправности или неполная дегазация после технического обслуживания
• CO как индикатор старения бумажной изоляции
• The Срок службы силового трансформатора сильно зависит от состояния его целлюлозной изоляции. Когда бумажная изоляция подвергается воздействию высокой температуры, влаги, кислорода или электрического напряжения, ее молекулярная структура постепенно разрушается. Этот процесс ослабляет механическую прочность изоляции и выделяет такие газы, как CO и CO₂.
• Поэтому повышение уровня CO может быть ранним признаком разрушения целлюлозы. Если содержание CO увеличивается вместе с CO₂, влажностью, кислотностью или фурановыми соединениями, доказательства старения бумажной изоляции становятся более убедительными. Если содержание CO повышается вместе с газами, вызывающими термические неисправности, такими как метан, этан или этилен, это может свидетельствовать о том, что тепловое повреждение затронуло твердую изоляцию, что обычно представляет собой состояние повышенного риска. На отдельное значение CO могут влиять возраст трансформатора, история обработки масла, условия отбора проб и рабочая нагрузка. Однако постоянное увеличение содержания CO, особенно в аналогичных условиях эксплуатации, заслуживает пристального внимания. Оба газа связаны с ухудшением изоляции целлюлозы, но их взаимосвязь обеспечивает дополнительную диагностическую информацию. Медленное и стабильное увеличение как CO, так и CO₂ может указывать на нормальное старение. Более быстрое увеличение выбросов CO может указывать на локальный перегрев бумажной изоляции. Аномальное изменение соотношения CO/CO₂ может указывать на то, что механизм деградации изменился или развивается локальная термическая проблема. Они задают более полезные вопросы:

Because CO can come from different sources, it should not be interpreted by a single measurement alone. The most reliable approach is to evaluate CO together with its trend, growth rate, CO₂ concentration, hydrocarbon gases, load history, oil temperature, moisture, acidity, and other transformer condition indicators.

Выбросы CO растут быстрее, чем раньше? Рост CO связан с нагрузкой или температурой?

Увеличивается ли также количество углеводородных газов?

Трансформатор недавно фильтровался, дегазировался, заправлялся или ремонтировался?

Соответствует ли тенденция изменения содержания CO результатам испытаний фурана, влаги и качества масла?

Эти вопросы помогают предотвратить ошибочный диагноз и позволяют инженерам принимать более точные решения по техническому обслуживанию. Мониторинг

Традиционный лабораторный DGA весьма полезен, но носит периодический характер. Отбор проб трансформатора может производиться ежемесячно, ежеквартально или ежегодно в зависимости от его важности и состояния. Однако неисправности и аномальная тепловая активность не всегда развиваются в соответствии с графиком отбора проб. Для мониторинга CO это особенно ценно, поскольку тенденция и скорость роста часто более важны, чем отдельное значение концентрации. ранее

Отслеживайте напряжение изоляции бумаги в режиме реального времени

Определяйте изменения, связанные с нагрузкой, температурой и условиями охлаждения

• Уменьшите зависимость от руководства отбор проб масла
• Поддержка технического обслуживания по состоянию
• Улучшение управления рисками трансформатора
• Обеспечение раннего предупреждения до того, как изоляция начнет ухудшаться strict
• Для критически важных трансформаторов онлайн-мониторинг CO может стать важной частью управления состоянием активов. Это помогает операторам перейти от оперативного обслуживания к профилактическому обслуживанию. Вместо того, чтобы полагаться на расходуемые химические реакции, MEMS ИК-зондирование CO использует характеристики поглощения инфракрасного излучения молекулами CO. Это делает его хорошо подходящим для приложений непрерывного мониторинга трансформаторов.
• Ключевые преимущества включают: Оптические и нерасходные измерения

MEMS ИК-измерение CO основано на оптическом поглощении. В процессе измерения не расходуется целевой газ и не требуются химические реагенты. Это помогает повысить долговременную стабильность и сократить потребность в регулярном обслуживании.

2. Компактный размер для онлайн-интеграции DGA

Инфракрасные компоненты на базе MEMS можно сделать компактными и подходящими для интеграции в онлайн-оборудование DGA. Это важно для подстанций, где имеют значение пространство для установки, надежность системы и простота развертывания.

3. Хорошая селективность в отношении CO

. Благодаря использованию соответствующей длины волны инфракрасного излучения и конструкции оптической фильтрации МЭМС-ИК-измерения могут определять характеристики поглощения CO. Это поддерживает селективное измерение CO в газовом тракте системы DGA.

• 4. Низкое энергопотребление
• ИК-компоненты MEMS подходят для конструкций с низким энергопотреблением. Это полезно для устройств онлайн-мониторинга, которым необходима стабильная и непрерывная работа в полевых условиях.
• 5. Быстрый отклик для мониторинга тенденций
• Онлайн-DGA требует не только точных значений содержания газа; ему также необходима своевременная информация о тенденциях. Измерение CO MEMS IR может поддерживать частые циклы измерения, помогая пользователям наблюдать закономерности роста CO и раньше реагировать на аномальное поведение изоляции.
• 6. Стабильная базовая линия и сокращение затрат на техническое обслуживание
• По сравнению с некоторыми традиционными методами обнаружения газа оптическое ИК-измерение может обеспечить хорошую стабильность базовой линии при правильной разработке с учетом температурной компенсации, стратегии калибровки и управления трактом газа. Это обеспечивает долгосрочный онлайн-мониторинг с меньшим количеством вмешательств по техническому обслуживанию.
• 7. Подходит для интеллектуального мониторинга трансформаторов

Измерение CO MEMS IR CO можно комбинировать с алгоритмами обработки данных, сигнализацией, удаленной связью и моделями состояния трансформатора. Это делает его подходящим для современных цифровых подстанций, интеллектуальных сетей и платформ прогнозного обслуживания.

Advantages of MEMS IR Measurement for CO in Online DGA

MEMS IR technology provides a strong technical foundation for compact and reliable CO measurement in online DGA systems. Instead of relying on consumable chemical reactions, MEMS IR CO sensing uses infrared absorption characteristics of CO molecules. This makes it well suited for continuous transformer monitoring applications.

Key advantages include:

1. Optical and Non-Consumable Measurement

MEMS IR CO sensing is based on optical absorption. The measurement process does not consume the target gas, and it does not require chemical reagents. This helps improve long-term stability and reduces routine maintenance requirements.

2. Compact Size for Online DGA Integration

MEMS-based infrared components can be made compact and suitable for integration into online DGA equipment. This is important for substation applications where installation space, system reliability, and ease of deployment matter.

3. Good Selectivity for CO

By using the appropriate infrared wavelength and optical filtering design, MEMS IR measurement can target the absorption characteristics of CO. This supports selective CO measurement within the gas path of a DGA system.

4. Low Power Consumption

MEMS IR components are suitable for low-power designs. This is useful for online monitoring devices that need stable, continuous operation in field environments.

5. Fast Response for Trend Monitoring

Online DGA does not only need accurate gas values; it also needs timely trend information. MEMS IR CO measurement can support frequent measurement cycles, helping users observe CO growth patterns and respond earlier to abnormal insulation behavior.

6. Stable Baseline and Reduced Maintenance

Compared with some traditional gas detection methods, optical IR sensing can offer good baseline stability when properly designed with temperature compensation, calibration strategy, and gas path control. This supports long-term online monitoring with fewer maintenance interventions.

7. Suitable for Smart Transformer Monitoring

MEMS IR CO measurement can be combined with data algorithms, alarms, remote communication, and transformer health models. This makes it suitable for modern digital substations, smart grids, and predictive maintenance platforms.