TOGA

Význam tématu

Analýza rozpuštěných plynů v transformátorovém oleji je klíčovým nástrojem pro včasné odhalení elektrických poruch a degradace izolačního média. Pravidelné monitorování plynů umožňuje plánovat preventivní údržbu a minimalizovat riziko selhání a nepředvídaných odstávek provozu transformátorů.

Cíle a přehled studie

Cílem aplikace je představit plně automatizovaný systém pro stanovení rozpuštěných plynů v transformátorovém oleji podle normy ASTM D3612 část C. Studie popisuje konfiguraci přístroje, parametry analýzy a hodnotí výkonnost srovnatelnou či lepší než požadavky standardu.

Použitá metodika a instrumentace

Pro extrakci plynů z oleje je využito headspace odběru s uzavřeným okruhem. Systém je založen na plynovém chromatografu Thermo Trace 1300 nebo CompactGC a kombinaci detektorů mikroTCD, FID a methaniseru. Carrier plyn je argon. Automatické vzorkovače:

• Teledyne Tekmar Versa – 20 vialů po 22 ml
• Thermo Triplus 300 – 120 vialů o objemu 10, 20 nebo 22 ml

Separace probíhá na sloupcích Carbobond/Carboxen a Molsieve, přepínáním ventilů InstantConnect. Pro CO a CO2 se používá methaniser a detekce FID, pro ostatní plyny TCD. Softwarové řízení a zpracování dat zajišťují Chromeleon, ChromCard, OpenLab nebo EZChrom Elite/ChromQuest.

Hlavní výsledky a diskuse

Průměrná doba analýzy je 20 minut. Stanovené meze detekce jsou výrazně nižší než limity normy ASTM D3612C:

• CO2 0,4 ppm; C2H2 0,2 ppm; C2H4 0,4 ppm; C2H6 0,6 ppm; H2 2 ppm; CH4 0,2 ppm; CO 0,3 ppm
• O2 a N2 < 25 ppm

Dynamický rozsah dosahuje 4 dekády pro TCD a 7 dekád pro FID. Opakovatelnost lepší než 5 % RSD při koncentraci 100 ppm po minimálně 10 po sobě jdoucích vstupech. Přístroj prokazuje stabilní výkon i při vysoké kapacitě vzorků a malém půdorysu pouhých 60 cm.

Přínosy a praktické využití metody

Automatizovaný provoz významně snižuje riziko chyb v odběru a aplikaci vzorků. Díky nízkým limitám detekce a rychlosti analýzy je metoda vhodná pro rutinní monitoring v provozech elektráren a rozvodných sítí. Systém podporuje prediktivní údržbu a splňuje požadavky QA/QC v průmyslové analytice.

Budoucí trendy a možnosti využití

Očekávané směry vývoje zahrnují rozšíření spektra analyzovaných uhlovodíků, plnou integraci s digitálními platformami pro správu údržby a nasazení strojového učení pro předikci poruch. Dále se počítá s miniaturizací modulů a vývojem přenosných zařízení pro rychlé terénní měření.

Závěr

Popsané řešení TOGA představuje robustní a flexibilní platformu pro spolehlivou analýzu rozpuštěných plynů v transformátorovém oleji. Kombinace moderní GC technologie, plné automatizace a vynikajících analytických parametrů zaručuje vysokou kvalitu dat a efektivní podporu preventivní údržby.

Reference

• ASTM D3612 Part C Standard Test Method for Extractable and Dissolved Gases in Electrical Insulating Fluids by Gas Chromatography
• ASTM D2945 Practice for Partition Ratio of Gases in Transformer Oil and Headspace