ちょっと、そこ！油入変圧器のサプライヤーとして、私は溶存ガス分析 (DGA) と呼ばれるものについてよく質問されます。そこで、このブログでは、油入変圧器の文脈で DGA とは何なのかを詳しく説明します。
基本から始めましょう。油入変圧器は、電力網の重要な機器です。さまざまなタイプがあります。油入単相絶縁変圧器、油入三相絶縁変圧器、 そして油入変圧器。これらの変圧器は、絶縁媒体と冷却媒体の両方として油を使用します。しかし、時間の経過とともに、さまざまな要因によってトランス内部に問題が発生する可能性があり、そこで DGA が登場します。
溶解ガス分析は、変圧器油に溶解しているガスを検出および分析するために使用される技術です。ご存知のとおり、変圧器内で過熱、部分放電、アーク放電などの異常状態が発生すると、油中で化学反応が発生します。これらの反応によりオイル分子が分解され、さまざまな種類のガスが生成されます。これらのガスを分析することで、変圧器の内部で何が起こっているかをかなり詳しく知ることができます。
DGA で探す重要なガスがいくつかあります。そのうちの 1 つは水素 (H₂) です。高濃度の水素は、部分放電または比較的低温での過熱を示している可能性があります。たとえば、変圧器内で小さな電気火花が発生すると、オイルが分解して水素が放出される可能性があります。
メタン (CH₄) も重要なガスです。多くの場合、150 ～ 700°C の範囲での過熱が発生します。大量のメタンが検出された場合は、接続の緩みまたは巻線の絶縁の問題により、変圧器のどこかにホットスポットがあることを意味する可能性があります。
エタン (C2H6) とエチレン (C2H4) も監視されます。エタンは通常、エチレンと比較して低温で生成されます。エチレンは、通常 700°C 以上の高温過熱の兆候です。これは、巻線の短絡などの重大な問題を示している可能性があるため、非常に深刻である可能性があります。
アセチレン (C₂H₂) は、大量に発生することを本当に望まないガスです。これは、非常に重大な電気的障害であるアーク放電によって発生します。アーク放電は変圧器の絶縁体やその他の部品に急速な損傷を引き起こす可能性があるため、アセチレンが検出された場合は、直ちに措置を講じる必要がある危険信号です。
では、実際に DGA を実行するにはどうすればよいでしょうか?さて、変圧器油のサンプルを採取することから始まります。これは、サンプルが変圧器内のオイル全体を代表していることを確認するために慎重に行う必要があります。サンプルを入手したら、特殊な装置を使用して油から溶存ガスを抽出します。これには、気体-液体抽出法など、さまざまな方法があります。
ガスを抽出した後、ガスクロマトグラフを使用して分析します。この機械は、物理的および化学的特性に基づいてさまざまなガスを分離し、その濃度を測定します。次に、その結果を確立された規格およびガイドラインと比較して、変圧器の状態を判断します。
では、なぜ DGA がそれほど重要なのでしょうか?まず第一に、これは変圧器の状態を監視する非侵襲的な方法です。時間とコストがかかる変圧器を開けて物理的に検査する代わりに、オイルを分析するだけで貴重な情報を得ることができます。
DGA は、問題を早期に検出することもできます。特定のガスの存在とその増加傾向を特定することで、潜在的な故障を発生前に予測できます。これにより、メンテナンスや修理のスケジュールをタイムリーに立てることができ、予期せぬ停止や変圧器への高額な損害のリスクを軽減できます。
サプライヤーとしての私たちにとって、DGA は変圧器の品質と信頼性を確保するための優れたツールです。製造プロセス中にこれを使用して、顧客に出荷する前に変圧器をテストできます。また、お客様にとっては、変圧器を良好な動作状態に保つのに役立ちます。これは、電力システムの安定した動作に不可欠です。
基本的な DGA に加えて、より詳細な情報を取得するために使用できる高度なテクニックやモデルもいくつかあります。たとえば、Duval Triangle 法は、3 つの主要なガス (メタン、エチレン、アセチレン) の比率を使用して変圧器の障害の種類を分類するグラフィカル ツールです。これにより、より詳細な診断が可能になり、メンテナンスや修理に関してより多くの情報に基づいた意思決定を行うのに役立ちます。
考慮すべきもう 1 つの側面は、DGA 結果の解釈です。ガス濃度に影響を与える要因は複数ある可能性があるため、必ずしも単純であるとは限りません。たとえば、変圧器の使用年数、使用したオイルの種類、動作条件などはすべて結果に影響を与える可能性があります。そのため、データを分析して正確な判断を下せる経験豊富な技術者が重要です。
要約すると、溶存ガス分析は油入変圧器の状態を監視するための強力なツールです。これは、問題を早期に検出し、情報に基づいてメンテナンスに関する意思決定を行い、電力網の信頼性の高い運用を確保するのに役立ちます。電力会社、産業施設、または変圧器を使用するその他の組織のいずれであっても、DGA を理解することで、長期的には多くの時間、費用、および頭痛の種を節約できます。
高品質の油入変圧器をご検討の場合、または DGA および変圧器のメンテナンスについてご質問がある場合は、お気軽にお問い合わせください。私たちは、お客様のニーズを満たす最高の製品とサービスを提供するためにここにいます。
参考文献
- 油入変圧器内で生成されるガスの解釈に関する IEEE ガイド (IEEE C57.104)
- IEC 60599: 鉱油 - 使用中の浸漬電気機器 - 溶存ガス分析および遊離ガス分析の解釈ガイド