ما الذي تعنيه زيادة مستويات الغازات الذائبة في محول بجهد 110 kV

إن ارتفاع مستويات الغازات الذائبة في محول بجهد 110 kV يعني تراكم الغازات في الزيت العازل، لكنه لا يحدد السبب أو مدى الخطورة بحد ذاته. والسؤال الفوري هو ما إذا كان هذا التغير يعكس عطلًا داخليًا نشطًا، أو تغيرًا في ظروف التشغيل، أو مشكلة في أخذ العينة. فالارتفاع المؤكد والمتسارع يستحق اهتمامًا أكبر من قراءة واحدة مرتفعة ظلت مستقرة لسنوات.

يتطلب التقييم المفيد الجمع بين الغازات المنفردة ومعدلات تغيرها وسجل التشغيل ومؤشرات الحالة الأخرى. ويتمثل القرار العملي في تحديد ما إذا كان ينبغي إعادة أخذ العينة، أو فحص التبريد أو التحميل، أو تكثيف المراقبة، أو التصعيد لاتخاذ قرار تشغيلي عاجل. إن التعامل مع كل زيادة بالطريقة نفسها قد يؤدي إلى انقطاعات غير ضرورية أو تأخر التدخل.

التحقق من أن الزيادة حقيقية

قبل تفسير تقرير جديد لتحليل الغازات الذائبة (DGA)، قارنه بالنتائج السابقة للحجرة الزيتية نفسها. وتحقق من نقطة أخذ العينة والتواريخ والوحدات والطريقة المختبرية وأي معالجة حديثة للزيت. فالعينة المأخوذة من الخزان الرئيسي والعينة المأخوذة من حجرة منفصلة لمغير النقرات تحت الحمل تصفان بيئتي تشغيل مختلفتين، ولا ينبغي دمجهما في اتجاه واحد.

قد تؤثر عملية أخذ العينات ومناولتها في النتائج. فالفقاعات الهوائية، أو عدم غسل وصلة أخذ العينات بما يكفي، أو استخدام أوعية غير مناسبة، أو ضعف الإحكام قد يغير تركيب الغازات المقاس. وينبغي أن تؤدي القفزة غير المتوقعة إلى مراجعة جودة العينة، وإلى أخذ عينة مكررة سريعًا وفق الإجراء المعتمد متى سمحت ظروف التشغيل بذلك.

تحقق مما إذا كانت الزيادة الظاهرة تتجاوز التباين المعتاد لطريقة القياس. فقد تبدو التغيرات المئوية كبيرة عندما يكون التركيز الأصلي قريبًا من حد الكشف. كما أن النسبة المحسوبة من تركيزين منخفضين جدًا للغازات قد توحي بفئة عطل من دون أن توفر تشخيصًا موثوقًا.

قد تؤدي أعمال الصيانة الحديثة إلى قطع استمرارية الاتجاه. فتغيير الزيت أو إضافة الزيت أو معالجته بالتفريغ أو نزع الغازات منه يغير تركيزات الغازات دون أن يعني بالضرورة تغير الحالة الأساسية. وبعد المعالجة، قد تنتقل الغازات المحتجزة في العزل الورقي إلى الزيت من جديد. لذا ينبغي تحديد خط أساس جديد مع الاحتفاظ بالسجل السابق.

اقرأ نمط الغازات قبل تحديد العطل

يكشف تحليل الغازات الذائبة عن نواتج تتكون عند تعرض الزيت والعزل الصلب لإجهاد كهربائي أو حراري. وتميل أنواع الإجهاد المختلفة إلى إنتاج أنماط غازية مختلفة، لكن هذه الأنماط قد تتداخل. استخدمها لتكوين تفسير أولي واختيار فحوص المتابعة، بدلًا من اعتبار غاز واحد دليلًا قاطعًا على عيب معين.

إن ظهور الأسيتيلين حديثًا أو ارتفاعه بسرعة في زيت الخزان الرئيسي يستدعي تصعيدًا سريعًا. فقد يؤدي التبديل العادي إلى توليد الأسيتيلين في حجرة منفصلة مملوءة بالزيت لمغير النقرات، لذا حدد مصدر الغاز. ويجب التحقيق في احتمال مساهمة مغير النقرات؛ فلا ينبغي أن يؤدي ذلك تلقائيًا إلى استبعاد نتيجة غير طبيعية من الخزان الرئيسي.

تتطلب أكاسيد الكربون أيضًا وضعها في سياقها. فأول أكسيد الكربون وحده لا يثبت وجود تلف شديد في الورق، كما أن نسبة ثاني أكسيد الكربون إلى أول أكسيد الكربون ليست مقياسًا مستقلًا لحالة العزل. وعند الاشتباه في تدهور السليلوز، اجمع بين تحليل الغازات الذائبة ومؤشرات التقادم المناسبة، مثل تحليل الفورانات عند الاقتضاء، وسجل العزل ومعالجة الزيت في المحول.

يمكن لطرائق نسب الغازات والأدوات البيانية أن تساعد في تصنيف نمط صالح للتحليل. لكن فائدتها تقل عندما تكون التركيزات منخفضة جدًا، أو تتداخل عمليات متعددة، أو تؤدي معالجة الزيت إلى الإخلال بتوازن الغازات. ويكون التصنيف التشخيصي أكثر موثوقية عندما يتوافق مع اتجاه التغير وأدلة التشغيل.

ما سرعة ارتفاع الغازات؟

يعبر التركيز عن كمية الغاز المتراكمة الموجودة في عينة الزيت. أما معدل التغير فيساعد على تقييم احتمال وجود عملية نشطة. فالمحول الذي يحتوي منذ مدة طويلة على كمية غاز مستقرة يختلف من حيث مستوى القلق عن محول يشهد ارتفاعًا سريعًا انطلاقًا من خط أساس منخفض.

لحساب الاتجاه الأولي، اطرح التركيز السابق من التركيز الحالي، ثم اقسم الناتج على الزمن المنقضي. استخدم وحدات متسقة، مثل جزء في المليون يوميًا. واحسب معدلات الغازات المنفردة، إضافة إلى أي مقياس إجمالي مستخدم في برنامج الصيانة. فقد يخفي الإجمالي تغيرًا مهمًا في أحد الغازات التشخيصية.

تعطي عينتان معدلًا متوسطًا لفترة زمنية واحدة، لكنهما لا تكشفان وقت حدوث الزيادة. فقد تكون قد تطورت تدريجيًا أو خلال حدث قصير. ويمكن لعينات إضافية أو للمراقبة المناسبة عبر الإنترنت أن توضح ما إذا كان الاتجاه مستمرًا أو متسارعًا. وينبغي تفسير هذه النتائج إلى جانب توقيت تغيرات الحمل والإنذارات والاضطرابات.

لا يعادل معدل التركيز بوحدة جزء في المليون يوميًا الحجم الإجمالي للغاز المتولد. فعند مقارنة المحولات، تؤثر كمية الزيت وتوزيع الغاز في المقارنة. كما تحد اختلافات التصميم وأنظمة حفظ الزيت والأعمار وسجلات التشغيل من إمكانية المقارنة المباشرة بين الوحدات.

لا يوجد تركيز غاز موحد يجعل كل محول بجهد 110 kV آمنًا أو غير آمن. ولا يمكن لتصنيف الجهد وحده تحديد عتبة اتخاذ الإجراء. طبّق معايير تحليل الغازات الذائبة المعتمدة للأصل، وإرشادات الشركة المصنّعة، والإطار التشخيصي ذي الصلة، ثم قيّم الاتجاه الفعلي والأدلة الداعمة.

اربط الجدول الزمني لتحليل الغازات الذائبة بظروف التشغيل

ضع تواريخ أخذ العينات واتجاهات الغازات إلى جانب الحمل ودرجة الحرارة المحيطة ودرجة حرارة الزيت العلوي ومؤشرات درجة حرارة الملفات المتاحة وحالة التبريد ونشاط مغير النقرات. وغالبًا ما توضح العلاقة بين هذه السجلات ما ينبغي فحصه لاحقًا.

إذا بدأت الغازات الحرارية بالارتفاع أثناء زيادة الحمل، فتحقق مما إذا كانت المراوح والمضخات تعمل على النحو الصحيح وما إذا كانت مراحل التبريد المطلوبة متاحة. وافحص حالة المشعات ومواضع الصمامات ودوائر التحكم ومدى معقولية قراءات مستشعرات الحرارة. فقد تؤدي مشكلة في التبريد إلى زيادة الإجهاد الحراري من دون أن يكون العطل الكهربائي هو السبب الأولي.

لا تستبعد درجات الحرارة المقروءة ضمن المعدل المعتاد وجود نقطة ساخنة موضعية. فقد يؤدي خلل في وصلة داخلية أو تيار دوراني أو مصدر حرارة موضعي آخر إلى توليد الغازات، بينما تظل درجة حرارة الزيت الكلية ضمن نطاقها المعتاد. ويستدعي استمرار ارتفاع الغازات عند حمل عادي التحقيق، حتى عندما تبدو قراءة درجة الحرارة طبيعية.

عندما ترتبط الغازات بذروات الطلب، قد تساعد إدارة الحمل على تقليل الإجهاد الحراري أثناء التحقيق في السبب. وفي منطقة صناعية أو موقع للطاقة المتجددة، يمكن أن يدعم نظام تخزين الطاقة بالحاويات مع التبريد السائل بقدرة 1MW/2MWh إدارة ذروة الطلب إذا كانت نقطة توصيله واستراتيجية تشغيله وسعته المتاحة تقلل فعليًا الحمل المار عبر المحول المتأثر. ويدير نظام تبريد البطارية درجة حرارة البطارية؛ ولا يبرد زيت المحول أو يصلح عطلًا داخليًا. لذلك يتطلب أي مقترح لتخفيف الحمل تقييمًا كهربائيًا خاصًا بالموقع.

راجع أيضًا الأعطال العابرة وعمليات الحماية وحالات التبديل غير المعتادة والأعمال المنفذة حديثًا. فقد يشير تحليل الغازات الذائبة إلى مشكلة آخذة في التطور حتى دون فصل الحماية. وفي المقابل، يتطلب حدث حماية غير طبيعي التحقيق حتى إذا أظهرت عينة الزيت التالية تغيرًا محدودًا فقط.

اختر الاستجابة وفقًا للأدلة

ينبغي أن تعكس الاستجابة مدى موثوقية النتيجة والآلية المشتبه بها وعواقب استمرار التشغيل. ولا تسمح لجدول أخذ العينات الروتيني بتحديد مدى استعجال التعامل مع اتجاه غير طبيعي.

• تغير محدود ومعزول من دون أي شذوذ داعم: راجع جودة أخذ العينة والتباين في القياس، ثم رتب لإجراء تأكيد خلال فترة زمنية تتناسب مع الحالة المشتبه بها.
• زيادة قابلة للتكرار في الغازات الحرارية مرتبطة بالحمل: افحص أداء التبريد ونمط التشغيل، وانظر في تعديلات الحمل المصرح بها، وقلّص الفاصل بين مرات المراقبة.
• نمو مستمر من دون تفسير تشغيلي واضح: صعّد الأمر لإجراء تقييم هندسي، واختر فحوصًا تشخيصية موجهة استنادًا إلى نمط الغازات وسجل المحول.
• تسارع سريع أو ظهور أسيتيلين جديد في الخزان الرئيسي أو نمو الغازات مصحوب بمؤشرات غير طبيعية للحماية أو الحالة المادية: اطلب تقييمًا تشغيليًا عاجلًا وفق إجراء التعامل مع الظروف غير الطبيعية المعتمد في الموقع. وقد يكون فصل المحول ضروريًا.

لا تؤخر الاستجابة التشغيلية العاجلة لمجرد انتظار نتيجة مخبرية روتينية أخرى. فقد يغير تشغيل مرحل الغاز أو مؤشرات الضغط المفاجئ أو الضوضاء غير الطبيعية أو غيرها من علامات العطل الداخلي القرار فورًا. وتدعم العينة المكررة التشخيص، لكنها لا تلغي دلالة أدلة الحماية.

ينبغي أن تجيب فترات أخذ العينات عن سؤال محدد: هل يمكن أن يحدث تغير ذو عواقب قبل توفر النتيجة التالية؟ وقد تبرر مستويات الغازات المستقرة تاريخيًا متابعة الاتجاه وفق الجدول الروتيني. أما العطل النشط المشتبه به فيتطلب مراقبة أقرب، مع احتساب مدة إصدار النتائج المختبرية ضمن القرار.

يمكن لتحليل الغازات الذائبة عبر الإنترنت تحسين الرؤية عندما يتغير الاتجاه بسرعة أو تكون لعواقب الانقطاع أهمية كبيرة. تحقق من الغازات التي يقيسها الجهاز ومن مدى توافق قراءاته مع النتائج المختبرية. ويمكن لجهاز مراقبة غاز واحد كشف التغير، لكنه يوفر تفاصيل تشخيصية أقل من نظام متعدد الغازات. وأنشئ أساسًا ثابتًا للمقارنة قبل تفسير الاختلافات بين الأجهزة على أنها تدهور في المحول.

استخدم فحوص المتابعة لمعالجة نقطة محددة من عدم اليقين

تكون الفحوص الإضافية أكثر فائدة عندما تختبر فرضية عمل. فعند الاشتباه في مشكلة حرارية، راجع تشغيل التبريد وسجلات درجات الحرارة وتوازن الحمل والتوصيلات الخارجية التي يمكن الوصول إليها. وقد يكشف التصوير الحراري عن تسخين خارجي، لكنه لا يستطيع استبعاد عطل داخل الخزان.

إذا اشتُبه في وجود نشاط كهربائي، فقد يكون من المناسب إجراء فحص متخصص للتفريغ الجزئي أو اختبارات تشخيصية كهربائية أخرى. وتتوقف الطريقة على العيب المشتبه به وإمكانية الوصول وما إذا كانت الوحدة لا تزال موصولة بالكهرباء. خطط للاختبارات التي تتطلب فصل الوحدة استنادًا إلى الأدلة؛ فحزمة الاختبارات العامة أقل فائدة من تحقيق موجه يمكنه تغيير القرار التشغيلي.

عند القلق من تأثر العزل الورقي، افحص مؤشرات الرطوبة والتقادم إلى جانب تحليل الغازات الذائبة. ويتغير توزيع الرطوبة بين الزيت والورق مع درجة الحرارة، لذا لا ينبغي اعتبار نتيجة واحدة لرطوبة الزيت قياسًا مباشرًا لحالة الورق.

يمكن لترشيح الزيت أو نزع الغازات منه خفض التركيزات المقاسة، لكن انخفاض القراءة بعد المعالجة لا يثبت اختفاء مصدر توليد الغازات. احتفظ بالنتائج السابقة للمعالجة، ووثّق العمل، وراقب احتمال تجدد توليد الغازات. وإلا فقد تحجب المعالجة الاتجاه اللازم لتقييم نجاح الإجراءات التصحيحية.

حدّد الإجراء التالي بوضوح في تقرير الحالة

يربط التقرير المفيد الأدلة بقرار. سجّل الحجرة التي أُخذت منها العينة والنتائج التاريخية القابلة للمقارنة والتغيرات في كل غاز وقيود أخذ العينة وظروف التشغيل والإنذارات ذات الصلة. وبيّن الآلية المشتبه بها والأدلة التي تدعمها، مع تحديد أي تفسير بديل من شأنه أن يغير الاستجابة.

ثم حدّد من سيراجع النتيجة التالية وموعد صدورها والتغيرات التي تستدعي التصعيد. وأرفق سجل تحليل الغازات الذائبة الحديث والجدول الزمني للتشغيل عند طلب الدعم من الشركة المصنّعة للمحول أو من اختصاصي التشخيص. ولا تصبح عبارة «مواصلة المراقبة» قابلة للتنفيذ إلا عندما يكون الفاصل الزمني ومعايير اتخاذ القرار واضحين.

تتمثل المهمة الفورية في تحديد ما إذا كان توليد الغازات نشطًا ومقدار الوقت المتاح للتحقيق. أكّد الاتجاه، وحدد نمط الغازات الأهم من حيث العواقب، واربطه بأدلة التشغيل، واختر استجابة تكشف التدهور قبل حلول موعد القرار التشغيلي التالي.