Güç Transformatörleri Arızalarının Yağlarda Çözünmüş Gaz Analiziyle tanılanması

Güç sistemlerinin en önemli ve en pahalı ekipmanlarından
biriside güç transformatörleridir. Enerjinin sürdürülebilir,
verimli ve kaliteli bir şekilde iletilebilmesi bu ekipmanların
sorunsuz ve arızasız çalışması ile mümkün olabilmektedir [1].
Güç transformatörlerinde herhangi bir arıza meydana gelmesi
durumu enerji kesintisine neden olabilir. Özellikle uzun süreli
kesintilerde ciddi maddi kayıplar meydana gelir. Bu nedenle
transformatör arızaların hızlı bir şekilde tespit edilmesi veya
daha da önemlisi arıza tam olarak meydana gelmeden, tespit
edilip gerekli önlemlerin alınması oldukça önemlidir.
Yağda çözünmüş gaz analizi (DGA), güç transformatörlerinde
hataları tespit etmek için etkili bir tanı tekniği olarak kabul
edilmekte ve uzun yıllardan bu yana tüm dünyada başarıyla
uygulanmaktadır. Diğer ölçüm yöntemleriyle kolayca
bulunamayan ve henüz başlangıç aşamasında olan çoğu arıza
ancak DGA sayesinde ortaya çıkarılabilir. Bir transformatörün
izolasyon yağında çözünmüş bulunan belirli gaz
konsantrasyonlarının analizi transformatörün durumu
hakkında bilgi verir ve gerekli önlemlerin alınmasına olanak
sağlar [2,3]. Transformatörde meydana gelen korona
boşalması, aşırı ısınma, düşük ve yüksek enerjili deşarj, ark
olayları vb. durumlar transformatör yağı içerisinde bulunan
kısımlardaki yalıtkan maddelerin parçalanmalarına neden olur
[4,5]. Parçalanan malzeme yağ içerisinde temel olarak
hidrojen (H2), metan (CH4), asetilen (C2H2), etilen (C2H4) ve
etan (C2H6) gazlarının çeşitli yoğunluklarda ortaya çıkmasına
yol açar. Tespit edilen bu gaz miktarlarına göre yapılan analiz
ve çeşitli değerlendirme yöntemleriyle arızanın türü ve nedeni
hakkında bilgi elde edilmektedir. Bu yöntem DGA olarak
adlandırılmakta olup bölüm 2’de daha detaylı açıklanmıştır.
Bu çalışmada, örnek bir arıza durumuna ait DGA sonuçları
kılavuz gaz, Duval üçgen, Rogers oranları, Doernenburg
oranları gibi önemli değerlendirme yöntemleriyle detaylı
olarak incelenmiştir. Elde edilen sonuçlara göre değerlendirme
yapılmış, hata türü belirlenmiş ve gerçek transformatör arızası
ile karşılaştırılmıştır.

Yağda Çözünmüş Gaz Analizi

DGA işletmede bulunan güç transformatöründen alınan yağ
numunesine uygulanan ve yağda çözünmüş gazların
miktarlarının belirlenmesine yarayan bir yöntemdir. Yağda
oluşan gazların analiz sonuçlarından transformatörün durumu
hakkında bilgi elde edilir. Gelişmekte olan arızalar hakkında
erken uyarı bilgileri alınır ve henüz başlangıç aşamasında olan
yavaş ve gizli biçimde gelişen küçük boyutlu arızaların önüne
geçilerek zararın en az düzeyde kalması sağlanabilir.
DGA sonuçlarının değerlendirilmesinde; kılavuz gaz, Duval
üçgen, Rogers oranları, Doernenburg oranları yöntemi gibi
çok çeşitli tespit kriterleri geliştirilmiştir [4]. Bu yöntemler
belirli gaz miktarlarına veya onların oranlarına göre önceden
hazırlanmış tablo ve grafikler yardımıyla arıza sınıflandırması
yapmaktadır. Bu tablo ve grafikler uzun yıllar süren tecrübeler
sonucu toplandığından yöntemin hassasiyeti ve doğruluğu
toplanan bilgi birikimiyle bağlantılı olmaktadır [6,7]. Bu
yüzden kullanılan değerlendirme yöntemleri ve analiz
yöntemlerinin hepsi ayrı ayrı önem teşkil etmektedir. Bazı
gazlar ancak bazı arızalar sonucunda oluşur. Arızanın türüne
ve şiddetine bağlı olarak oluşan gazların miktarı değişir. Eğer
gazların türü ve miktarları bilinirse kullanılan değerlendirme
yöntemleriyle arızalar hakkında doğru yorum yapılabilir.
Böylelikle önleyici tedbirler alınabilir. Fakat tüm önlemler
yararlı olmamış ve tehlikeli bir arızaya doğru ilerleme devam
ederse transformatör servis dışı edilir. Servis dışına alınan
transformatördeki sorun belirlenerek gerekli bakım onarım
işlemleri uygulanır. Sorun giderildikten sonra transformatör
tekrar işletmeye alınır