PHỤ LỤC II: PHÂN TÍCH KHÍ HÒA TAN TRONG DẦU CÁCH ĐIỆN 1. Ý nghĩa và mục đích sử dụng
- Phân tích khí hoà tan trong dầu cách điện để phát hiện các khí thành phần tạo ra trong quá trình vận hành máy biến áp, đặc biệt là máy biến áp lực. Các khí hình thành này là kết quả của quá trình phân huỷ vật liệu cách điện (dầu hoặc giấy cách điện) dưới tác dụng của nhiệt độ cao, tia lửa điện, hồ quang điện. Sản phẩm của quá trình phân huỷ là các khí H2 , CH4 , CO, CO2, C2H4, C2H6, C2H2. Hiện tượng bất thường xảy ra trong máy biến áp do nhiều nguyên nhân với mức độ khác nhau, nên thành phần khí sinh ra, tỷ lệ giữa chúng cũng khác nhau.
- Thông qua kết quả phân tích sắc ký khí có thể xác định được hàm lượng của chúng. Từ kết quả phân tích sắc ký khí có thể chẩn đoán được nguyên nhân sinh ra các khí thành phần để đề ra biện pháp cần thiết, trường hợp nguy hiểm có thể ngừng vận hành thiết bị tránh xảy ra sự cố lớn.
- Để xác định chính xác sự hư hỏng trong máy biến áp cần phối hợp với nhiều phương pháp thí nghiệm khác.
2. Giới hạn nồng độ các khí thành phần
Nồng độ các khí thành phần giới hạn theo bảng 34.
Bảng 34: Giới hạn nồng độ các khí thành phần cho dầu trong máy biến áp
|
Nồng độ khí giới hạn (ppm) trong các trường hợp
|
1
|
2
|
3
|
4
|
Khí thành phần
|
H2
|
100
|
101 ÷ 700
|
701 ÷1800
|
> 1800
|
CH4
|
120
|
121 ÷ 400
|
401 ÷ 1000
|
> 1000
|
C2H2
|
1
|
2 ÷ 9
|
10 ÷ 35
|
> 35
|
C2H4
|
50
|
51 ÷ 100
|
101 ÷ 200
|
> 200
|
C2H6
|
65
|
66÷ 100
|
101 ÷ 150
|
>150
|
CO
|
350
|
351 ÷ 570
|
571 ÷ 1400
|
> 1400
|
CO2
|
2500
|
2500 ÷ 4000
|
4001 ÷ 10000
|
> 10000
|
TKC
|
686
|
687 ÷ 1879
|
1880 ÷ 4585
|
> 4585
|
+ TKC: tổng hàm lượng khí cháy (gồm: H2, CH4, CO, C2H4, C2H6, C2H2).
Chú ý 1:
Trường hợp 1: TKC (Tổng hàm lượng khí cháy) thấp hơn mức này chỉ ra máy biến áp vận hành an toàn. Nếu một khí thành phần nào vượt quá mức quy định cần phải tiến hành xem xét thêm.
Trường hợp 2: TKC trong khoảng này chỉ ra tổng hàm lượng khí cháy cao hơn mức bình thường. Nếu một khí thành phần nào vượt quá mức quy định cần phải tiến hành xem xét thêm. Sự hư hỏng có thể xuất hiện. Lấy mẫu phân tích khí hòa tan thường xuyên hơn, tính tốc độ sinh khí theo ngày.
Trường hợp 3: TKC trong khoảng này chỉ ra có sự phân hủy lớn vật liệu cách điện (giấy và dầu hoặc cả hai). Nếu một khí thành phần nào vượt quá mức quy định cần phải tiến hành xem xét thêm. Sự hư hỏng đã xảy ra hoặc có thể xuất hiện. Lấy mẫu phân tích khí hòa tan thường xuyên hơn, tính tốc độ sinh khí theo ngày.
Trường hợp 4: TKC trong khoảng này chỉ ra có sự phân hủy trầm trọng vật liệu cách điện (giấy và dầu hoặc cả hai). Tiếp tục vận hành có thể gây hư hỏng máy biến áp.
Chú ý 2:
- Các khí xuất hiện đột xuất và tốc độ sinh khí quan trọng hơn lượng khí tích tụ sẵn trong dầu máy biến áp.
- Khi tỷ số khí CO2/CO < 3 cần xem xét có sự phân hủy giấy cách điện.
- Sự hình thành với lượng đáng kể khí C2H2 thể hiện có sự phóng điện (hoặc hồ quang điện). Sự hình thành lượng nhỏ khí này chỉ ra có điểm quá nhiệt (500oC hoặc cao hơn). Khi phát hiện C2H2 trong dầu máy biến áp cần lấy mẫu hàng tuần hoặc thậm chí hàng ngày để xác định tốc độ sinh khí, xem xét nguyên nhân hoặc quyết định ngừng vận hành.
- Trong khi xem xét chú ý đến tình trạng quá tải của máy biến áp (xem xét nhật ký vận hành).
Nồng độ các khí thành phần giới hạn chỉ có ý nghĩa khuyến cáo để tăng tần suất thí nghiệm.
3. Chẩn đoán các dạng hư hỏng theo tỷ lệ các khí thành phần
Chẩn đoán các dạng hư hỏng theo tỷ lệ các khí thành phần được xác định theo bảng 35,36,37,38,39.
Bảng 35: Xử lý theo IEC 60599:2007
Trường hợp
|
Sự cố đặc trưng
|
Tỷ lệ khí thành phần
|
C2H2/C2H4
|
CH4/H2
|
C2H4/C2H6
|
PD
D1
D2
T1
T2
T3
|
Phóng điện cục bộ
Phóng điện năng lượng thấp
Phóng điện năng lượng cao
Phân hủy nhiệt t < 3000C
Phân hủy nhiệt 3000C < t < 7000C
Phân hủy nhiệt t > 7000C
|
NS1)
> 1
0,6 - 2,5
NS1)
< 0,1
< 0,2(2)
|
< 0,1
0,1 - 0,5
0,1 - 1
> 1 hoặc NS(1)
> 1
> 1
|
< 0,2
> 1
> 2
< 1
1 - 4
> 4
|
(1) NS = giá trị không đáng kể
(2) Sự tăng hàm lượng C2H2 chỉ ra có điểm nhiệt độ nóng tới 1000oC.
|
Bảng 36: Xử lý theo tỷ số Rogers
Trường hợp
|
Sự cố đặc trưng
|
Tỷ lệ khí thành phần
|
C2H2/C2H4
|
CH4/H2
|
C2H4/C2H6
|
0
|
Tình trạng bình thường
|
< 0,1
|
0,1 ÷ 1,0
|
< 0,1
|
1
|
Hồ quang điện, phóng điện cục bộ năng lượng thấp
|
< 0,1
|
< 0,1
|
< 0,1
|
2
|
Hồ quang điện, phóng điện cục bộ năng lượng cao
|
0,1 ÷ 0,3
|
0,1 ÷ 1,0
|
> 3,0
|
3
|
Phân hủy nhiệt, nhiệt độ thấp
|
< 0,1
|
0,1 ÷ 1,0
|
1,0 ÷ 3,0
|
4
|
Phân hủy nhiệt, t < 700oC
|
< 0,1
|
> 1,0
|
1,0 ÷ 3,0
|
5
|
Phân hủy nhiệt, t > 700oC
|
< 0,1
|
> 1,0
|
> 3,0
|
Bảng 37: Xử lý theo tỷ số Doernenburg
Sự cố đặc trưng
|
Tỷ lệ khí thành phần
|
CH4/H2
|
C2H2/C2H4
|
C2H2/CH4
|
C2H6/C2H2
|
Phân hủy nhiệt
|
> 1,0
|
< 0,75
|
< 0,3
|
> 0,4
|
Phóng điện cục bộ năng lượng thấp
|
< 0,1
|
Không đáng kể
|
< 0,3
|
> 0,4
|
Hồ quang điện (phóng điện cục bộ năng lượng lớn)
|
0,1 ÷ 1,0
|
> 0,75
|
> 0,3
|
< 0,4
|
Bảng 38: Xử lý theo tam giác Duval
x = nồng độ C2H2 (ppm)
y = nồng độ C2H4(ppm)
z = nồng độ CH4(ppm)
|
|
Trong đó:
PD: Phóng điện cục bộ
D1: Phóng điện năng lượng thấp
D2: Phóng điện năng lượng cao
|
T1 : Phân hủy nhiệt, t < 300oC
T2 : Phân hủy nhiệt, 300oC < t < 700oC
T3 : Phân hủy nhiệt, t > 700oC
|
4. Chẩn đoán các dạng hư hỏng theo khí thành phần cơ bản
Bảng 39:
- Quá nhiệt dẫn tới phân hủy dầu tạo thành khí ethylen, methan cùng với lượng nhỏ hydrogen và ethan
- Khí cơ bản: ethylen
|
|
- Quá nhiệt dẫn tới phân hủy giấy cách điện tạo thành khí cacbon monoxide cùng với methan và ethylen do phân hủy dầu
- Khí cơ bản: cacbon monoxide
|
|
- Phóng điện với năng lượng thấp tạo thành hydrogen và methan cùng với một lượng nhỏ ethan và ethylen. Nếu xuất hiện CO và CO2 do phóng điện qua giấy cách điện.
- Khí cơ bản: Hydrogen
|
|
- Phóng hồ quang điện trong dầu tạo thành một lượng lớn khí hydrogen và acetylen cùng với một lượng đáng kể methan và ethylen. Nếu xuất hiện CO và CO2 do phóng hồ quang điện qua giấy cách điện.
- Khí cơ bản: acetylen
|
| 5. Tính tốc độ sinh khí(C)
Tính tốc độ sinh khí (C) là tổng hàm lượng khí cháy (ppm) tạo thành trong một ngày:
Trong đó:
TKC2: tổng hàm lượng khí cháy thí nghiệm lần 2 (ppm)
TKC1: tổng hàm lượng khí cháy thí nghiệm lần 1 (ppm)
T : khoảng thời gian giữa 2 lần phân tích (ngày)
6. Các biện pháp thực hiện và khoảng thời gian lấy mẫu theo tổng hàm lượng khí cháy (TKC) Xem bảng 40
Trạng thái
|
TKC(1)
(ppm)
|
Tốc độ tăng TKC
(ppm/ngày)
|
Khoảng thời gian lấy mẫu và biện pháp thực hiện trong vận hành theo tốc độ sinh khí
|
Lấy mẫu
|
Biện pháp thực hiện
|
4
|
> 4585
|
> 30
|
Hàng ngày
|
- Quyết định ngừng vận hành máy
- Tư vấn từ nhà chế tạo
|
10 - 30
|
Hàng ngày
|
< 10(2)
|
Hàng tuần
|
- Thực hiện cảnh báo nghiêm trọng
- Phân tích các khí thành phần
- Lập kế hoạch ngừng máy
- Tư vấn từ nhà chế tạo
|
3
|
1880 ÷ 4585
|
> 30
|
Hàng tuần
|
- Thực hiện cảnh báo nghiêm trọng
- Phân tích các khí thành phần
- Lập kế hoạch ngừng máy
- Tư vấn từ nhà chế tạo
|
10 - 30
|
Hàng tuần
|
< 10(2)
|
Hàng tháng
|
2
|
687 ÷ 1879
|
> 30
|
Hàng tháng
|
- Thực hiện cảnh báo
- Phân tích các khí thành phần
- Xác định sự phụ thuộc của tải
|
10 - 30
|
Hàng tháng
|
< 10
|
Hàng quý
|
1
|
≤ 686
|
> 30
|
Hàng tháng
|
- Thực hiện cảnh báo
- Phân tích các khí thành phần
- Xác định sự phụ thuộc của tải
|
10 - 30
|
Hàng quý
|
-Tiếp tục vận hành bình thường.
|
< 10
|
Bình thường
|
Ghi chú: (1) giá trị ở cột này không tính đến trường hợp đã lọc hút chân không.
(2) tùy theo tốc độ sinh khí mà khuyến cáo tần suất lấy mẫu thí nghiệm lại
Quy trình thí nghiệm máy biến áp lực
Chia sẻ với bạn bè của bạn: |