Güç transformatörlerinin içerisinde gelişen elektriksel veya termal arızalar her zaman dışarıdan doğrudan görülebilen belirtiler oluşturmaz. Ancak bu olaylar, transformatör yağında farklı gazların oluşmasına neden olabilir. Çözünmüş gaz analizi (DGA) ile ölçülen bu gazların türü, miktarı ve zaman içerisindeki değişimi trafonun durumu hakkında önemli bilgiler sağlar.
Duval Üçgeni, DGA sonuçlarından yararlanarak güç transformatörlerinde meydana gelebilecek arıza tiplerinin sınıflandırılmasında kullanılan en bilinen grafiksel diagnostik yöntemlerden biridir. Yöntem özellikle metan (CH4), etilen (C2H4) ve asetilen (C2H2) gazlarının birbirlerine göre oranlarını değerlendirerek ölçüm sonucunu belirli bir arıza bölgesine yerleştirir.
Bu yazıda Duval Üçgeni nedir, nasıl hesaplanır, PD, D1, D2, T1, T2, T3 ve DT bölgeleri ne anlama gelir ve sonuçlar değerlendirilirken nelere dikkat edilmelidir sorularını ayrıntılı olarak ele alıyoruz.
Duval Üçgeni Nedir?
Duval Üçgeni (Duval Triangle), transformatör yağındaki çözünmüş gazların belirli oranlarını kullanarak olası arıza türlerini grafik üzerinde sınıflandıran bir DGA yorumlama yöntemidir.
Klasik Duval Triangle 1 yönteminde üç temel hidrokarbon gazı kullanılır:
- CH4 – Metan
- C2H4 – Etilen
- C2H2 – Asetilen
Bu üç gazın toplam içerisindeki yüzdeleri hesaplanır ve elde edilen nokta üçgen üzerinde işaretlenir. Noktanın bulunduğu bölge, DGA verisinin hangi arıza tipiyle daha fazla ilişkili olduğunu gösterir.
Duval Üçgeni, DGA değerlendirmesinde tek başına kullanılan bir yöntem değildir. Gaz konsantrasyonları, gaz üretim hızları, geçmiş ölçümler ve diğer diagnostik testlerle birlikte değerlendirilmelidir.
DGA yönteminin temelini ve trafoda oluşan diğer gazları daha ayrıntılı incelemek için DGA Nedir? Trafolarda Çözünmüş Gaz Analizi Nasıl Yapılır? rehberimize göz atabilirsiniz.
Duval Üçgeninde Hangi Gazlar Kullanılır?
Duval Triangle 1, ölçülen bütün DGA gazlarını doğrudan kullanmaz. Hesaplama özellikle üç hidrokarbon gazının birbirlerine göre oranına dayanır.
| Gaz | Formül | Genel diagnostik ilişkisi |
|---|---|---|
| Metan | CH4 | Düşük sıcaklıklı termal olaylar ve bazı elektriksel aktiviteler |
| Etilen | C2H4 | Daha yüksek sıcaklıklı termal arızalar |
| Asetilen | C2H2 | Elektriksel deşarj ve ark olayları |
Bu ilişki, yalnızca tek bir gazın konsantrasyonuna bakılarak arıza teşhisi yapılması gerektiği anlamına gelmez. DGA diagnostiklerinin temel avantajı, farklı gazların birlikte değerlendirilmesidir.
Duval Üçgeni Nasıl Hesaplanır?
Duval Üçgeni üzerinde kullanılacak değerler doğrudan ppm değerleri değildir. Öncelikle CH4, C2H4 ve C2H2 gazlarının toplamı hesaplanır.
Toplam = CH4 + C2H4 + C2H2
Daha sonra her gazın toplam içerisindeki yüzdesi bulunur:
%CH4 = CH4 / Toplam × 100
%C2H4 = C2H4 / Toplam × 100
%C2H2 = C2H2 / Toplam × 100
Üç yüzdelik değerin toplamı yaklaşık olarak %100 olur. Hesaplanan oranlar Duval Üçgeni üzerinde tek bir noktaya karşılık gelir.
Basit Bir Duval Üçgeni Hesaplama Örneği
Örnek bir DGA ölçümünde aşağıdaki değerlerin elde edildiğini düşünelim:
- CH4: 60 ppm
- C2H4: 40 ppm
- C2H2: 2 ppm
Üç gazın toplamı:
60 + 40 + 2 = 102 ppm
Normalize edilmiş değerler yaklaşık olarak:
- CH4: %58,8
- C2H4: %39,2
- C2H2: %2,0
şeklinde olur.
Bu yüzdeler Duval Triangle 1 üzerinde işaretlendiğinde noktanın bulunduğu diagnostik bölge belirlenebilir. Ancak bu sınıflandırma tek başına trafoda kesin olarak bir arıza bulunduğu anlamına gelmez. Gazların gerçek konsantrasyonları ve zaman içerisindeki değişimi de kontrol edilmelidir.
Duval Üçgenindeki Arıza Bölgeleri Nelerdir?
Duval Triangle 1 içerisinde temel olarak yedi diagnostik bölge bulunur:
| Bölge | Arıza tipi | Genel açıklama |
|---|---|---|
| PD | Kısmi deşarj | Düşük enerjili kısmi deşarj aktiviteleri |
| D1 | Düşük enerjili elektriksel deşarj | Kıvılcım tipi veya düşük enerjili deşarj olayları |
| D2 | Yüksek enerjili elektriksel deşarj | Yüksek enerjili ark ve elektriksel deşarj olayları |
| T1 | Düşük sıcaklıklı termal arıza | Genellikle 300°C’nin altındaki termal olaylarla ilişkilendirilir |
| T2 | Orta sıcaklıklı termal arıza | Yaklaşık 300–700°C aralığındaki termal olaylarla ilişkilendirilir |
| T3 | Yüksek sıcaklıklı termal arıza | Yaklaşık 700°C üzerindeki yüksek sıcaklıklı termal olaylarla ilişkilendirilir |
| DT | Elektriksel ve termal karma arıza | Elektriksel deşarj ve termal etkinin birlikte görülebildiği bölge |
PD Bölgesi Ne Anlama Gelir?
PD (Partial Discharge) bölgesi, DGA gaz dağılımının kısmi deşarj tipi bir elektriksel aktiviteyle ilişkili olabileceğini gösterir.
Kısmi deşarj, izolasyon sisteminin tamamını köprülemeyen lokal elektriksel boşalmaları ifade eder. Ancak DGA üzerinden elde edilen PD göstergesi ile doğrudan elektriksel kısmi deşarj ölçümü aynı yöntem değildir.
DGA, izolasyon yağı içerisinde oluşan gazları değerlendirirken elektriksel PD ölçümü deşarj olayının oluşturduğu sinyalleri algılar. Gerektiğinde iki yöntemin birlikte kullanılması daha kapsamlı bir değerlendirme sağlayabilir.
D1 ve D2 Elektriksel Deşarj Bölgeleri
Duval Üçgeni elektriksel deşarjları genel olarak D1 ve D2 olmak üzere iki temel sınıfa ayırır.
D1 – Düşük Enerjili Deşarj
D1 bölgesi daha düşük enerjili elektriksel deşarj aktiviteleriyle ilişkilendirilir. Kıvılcım benzeri elektriksel olaylar ve bazı düşük enerjili deşarj mekanizmaları bu grupta değerlendirilebilir.
D2 – Yüksek Enerjili Deşarj
D2 bölgesi daha yüksek enerjili elektrik arklarıyla ilişkilidir. Asetilen oluşumunun belirginleşmesi, yüksek enerjili elektriksel olayların değerlendirilmesinde önemli göstergelerden biridir.
D2 sonucu elde edildiğinde yalnızca üçgen üzerindeki bölgeye bakmak yerine asetilen konsantrasyonunun değişim hızı, diğer arıza gazları ve trafonun işletme geçmişi de değerlendirilmelidir.
T1, T2 ve T3 Termal Arıza Bölgeleri
Termal arızalarda sıcaklık yükseldikçe meydana gelen gaz dağılımı da değişebilir. Duval Triangle bu değişimden yararlanarak termal olayları T1, T2 ve T3 bölgelerine ayırır.
T1 – 300°C Altındaki Termal Arızalar
T1 bölgesi düşük sıcaklıklı termal olaylarla ilişkilidir. Gevşek bağlantılar, lokal ısınmalar veya yağ içerisindeki düşük sıcaklıklı termal bozulmalar olası nedenler arasında değerlendirilebilir.
T2 – 300°C ile 700°C Arasındaki Termal Arızalar
T2 bölgesinde etilen oluşumunun etkisi daha belirgin hale gelir. Bu bölge daha yüksek sıcaklıktaki termal problemlerin araştırılmasını gerektirebilir.
T3 – 700°C Üzerindeki Termal Arızalar
T3, yüksek sıcaklıklı termal arızalarla ilişkilidir. Gaz üretim trendinin hızlı biçimde yükselmesi gibi ek göstergeler varsa durumun daha ayrıntılı incelenmesi gerekebilir.
DT Bölgesi Ne Anlama Gelir?
DT, elektriksel deşarj ve termal etkilerin bir arada bulunabileceği karma diagnostik bölgedir.
Bu bölgede tek bir arıza mekanizması varsaymak yerine trafonun diğer DGA sonuçları, gaz üretim hızı ve mümkünse diğer elektriksel diagnostik testleri incelenmelidir.
Özellikle uzun süre izlenen bir trafoda Duval noktasının zaman içerisinde bir bölgeden diğerine hareket etmesi, gelişmekte olan arızanın karakterindeki değişim hakkında ek bilgi sağlayabilir.
Duval Üçgeninde Trend Neden Tek Ölçümden Daha Önemlidir?
Bir transformatörden yalnızca tek bir yağ numunesi alınması ekipmanın o andaki durumuna ilişkin bilgi sağlar. Ancak DGA’nın en güçlü yönlerinden biri sonuçların zaman içerisinde karşılaştırılabilmesidir.
Örneğin aynı transformatörde:
- gaz konsantrasyonlarının artması,
- gaz üretim hızının yükselmesi,
- Duval noktasının üçgen içerisinde hareket etmesi,
- diagnostik bölgenin zamanla değişmesi
arızanın gelişimi hakkında tek bir ölçümden daha fazla bilgi verebilir.
Bu nedenle Duval Üçgeni yalnızca “hangi bölgede?” sorusuyla değil, “önceki ölçüme göre ne değişti?” sorusuyla birlikte değerlendirilmelidir.
Duval Üçgeninin Sınırlamaları Nelerdir?
Duval Triangle oldukça faydalı bir diagnostik araç olsa da sonuçlarının bazı önemli sınırlamalar dikkate alınarak yorumlanması gerekir.
- Üçgen her veri setini bir arıza bölgesine yerleştirebilir; bu nedenle bir bölgenin oluşması tek başına gerçek bir arızanın kanıtı değildir.
- Çok düşük gaz konsantrasyonlarında oranların küçük ölçüm farklılıklarından etkilenme ihtimali artabilir.
- Gaz üretim hızı ve önceki DGA sonuçları göz ardı edilmemelidir.
- Trafo yükü, sıcaklığı, bakım geçmişi ve işletme koşulları değerlendirmeye dahil edilmelidir.
- Gerekli durumlarda diğer DGA yöntemleri ve elektriksel testlerle sonuç doğrulanmalıdır.
Bu yaklaşım güncel DGA standartlarının genel prensibiyle de uyumludur. IEC 60599:2022, mineral yağlı elektrik ekipmanlarında çözünmüş ve serbest gaz analizlerinin ekipman durumunun değerlendirilmesinde nasıl yorumlanabileceğine ilişkin rehberlik sağlar.
Duval Triangle 4 ve Duval Triangle 5 Nedir?
Duval Triangle 1 temel diagnostik üçgendir. Bunun yanında belirli arıza sınıflarını daha ayrıntılı incelemek amacıyla Duval Triangle 4 ve Duval Triangle 5 gibi tamamlayıcı yöntemler de kullanılabilir.
Triangle 4, özellikle Triangle 1 tarafından PD, T1 veya T2 olarak sınıflandırılan bazı düşük sıcaklıklı olayların daha ayrıntılı incelenmesine yardımcı olur. Bu üçgende hidrojen (H2), metan (CH4) ve etan (C2H6) değerlendirilir.
Triangle 5 ise Triangle 1 sonucunda T2 veya T3 olarak değerlendirilen termal olayların daha ayrıntılı sınıflandırılmasında kullanılabilir. Triangle 5’te CH4, C2H4 ve C2H6 gazları kullanılır.
Bu tamamlayıcı üçgenler, Triangle 1’in yerine geçen yöntemler değil; belirli sonuçların daha ayrıntılı yorumlanmasında kullanılan ek diagnostik araçlardır.
DGA Sonuçları Duval Üçgenine Nasıl Aktarılır?
DGA verileri laboratuvar analizinden, taşınabilir DGA cihazından veya online izleme sistemlerinden elde edilebilir.
Manuel hesaplama yapılabilse de büyük transformatör filolarında sonuçların yazılım ortamında değerlendirilmesi önemli kolaylık sağlar. Özellikle geçmiş ölçümlerin saklanması ve trendlerin izlenmesi, diagnostik değerlendirmenin sürekliliği açısından önemlidir.
Doble InsideView ile Duval Üçgeni Analizi
Doble InsideView, DGA, izolasyon yağı ve kâğıt izolasyon verilerini merkezi olarak değerlendirmek için kullanılan diagnostik yazılımlardan biridir.
InsideView içerisinde Duval Triangle ve Duval Pentagon yöntemlerinin yanı sıra Rogers Ratio gibi farklı DGA yorumlama yöntemleri kullanılabilir. Sistem gaz konsantrasyonlarının yanında gaz üretim hızlarını ve geçmiş ölçüm trendlerini de değerlendirmeye dahil edebilir.
Bu yaklaşım özellikle çok sayıda transformatörün bulunduğu işletmelerde yalnızca tek bir DGA sonucuna bakmak yerine laboratuvar, saha ve online izleme verilerinin birlikte takip edilmesine yardımcı olur.
Doble’ın resmi InsideView özellikleri için Doble InsideView ürün sayfasını inceleyebilirsiniz.
Myrkos ve Online DGA Sistemleri Duval Analizinde Nasıl Kullanılır?
Duval analizinin gerçekleştirilebilmesi için öncelikle güvenilir DGA verisine ihtiyaç vardır.
Doble MYRKOS 2 gibi taşınabilir DGA çözümleri, sahada transformatör yağındaki gazların analiz edilmesine yönelik kullanılabilir. Myrkos View yazılımı içerisinde Duval Triangle ve Duval Pentagon dahil farklı DGA diagnostik yöntemleri desteklenmektedir.
Sürekli izleme gereken kritik transformatörlerde ise çok gazlı online DGA sistemleri gaz konsantrasyonlarının ve değişim trendlerinin düzenli şekilde takip edilmesini sağlar. Doble Calisto 5, Duval değerlendirmelerinde kullanılan kritik gazları ölçebilen çok gazlı online DGA sistemlerinden biridir.
EYMA Power’ın mevcut DGA ve online izleme çözümlerini Doble Türkiye sayfasından inceleyebilirsiniz.
Duval Üçgeni Hakkında Sık Sorulan Sorular
Duval Üçgeni ne işe yarar?
Duval Üçgeni, çözünmüş gaz analizi sonuçlarındaki CH4, C2H4 ve C2H2 gazlarının oranlarından yararlanarak transformatörde meydana gelebilecek termal veya elektriksel arıza tiplerinin sınıflandırılmasına yardımcı olur.
Duval Üçgeninde hangi gazlar kullanılır?
Klasik Duval Triangle 1 analizinde metan (CH4), etilen (C2H4) ve asetilen (C2H2) kullanılır.
Duval Üçgenindeki PD ne demektir?
PD, Partial Discharge yani kısmi deşarj bölgesini ifade eder. Ancak üçgenin PD bölgesinde sonuç vermesi tek başına elektriksel PD ölçümüyle doğrulanmış bir kısmi deşarj bulunduğu anlamına gelmez.
D1 ve D2 arasındaki fark nedir?
D1 daha düşük enerjili elektriksel deşarjlarla, D2 ise daha yüksek enerjili deşarj ve ark olaylarıyla ilişkilendirilir.
T1, T2 ve T3 ne anlama gelir?
T1 düşük sıcaklıklı, T2 orta sıcaklıklı ve T3 yüksek sıcaklıklı termal arızaları ifade eder. Genel sınıflandırmada T1 300°C’nin altını, T2 yaklaşık 300–700°C aralığını ve T3 yaklaşık 700°C üzerindeki termal olayları temsil eder.
Duval Üçgeni tek başına arıza teşhisi için yeterli midir?
Hayır. Duval Üçgeni bir diagnostik yorumlama aracıdır. Gaz konsantrasyonları, gaz üretim hızları, geçmiş DGA sonuçları, ekipmanın çalışma koşulları ve gerektiğinde diğer elektriksel testlerle birlikte değerlendirilmelidir.
Duval Triangle 4 ve 5 ne zaman kullanılır?
Triangle 4 ve Triangle 5, Triangle 1’de elde edilen belirli termal veya kısmi deşarj sonuçlarının daha ayrıntılı değerlendirilmesine yönelik tamamlayıcı Duval yöntemleridir.
DGA ve Duval Üçgeni ile Trafo Durum Değerlendirmesi
Duval Üçgeni, DGA verilerini yalnızca bir gaz değerleri tablosu olmaktan çıkararak olası arıza mekanizmalarının daha hızlı ve görsel biçimde değerlendirilmesini sağlar.
Ancak üçgen üzerindeki tek bir nokta nihai teşhis olarak görülmemelidir. Güvenilir bir trafo durum değerlendirmesinde gaz konsantrasyonları, oluşum hızları, geçmiş trendler ve diğer diagnostik verilerin birlikte yorumlanması gerekir.
EYMA Power; transformatörlerde çözünmüş gaz analizi, taşınabilir DGA, online DGA izleme ve diagnostik veri analizi çözümleri konusunda Doble ve Morgan Schaffer teknolojileriyle çözüm sunmaktadır. Uygulamanıza uygun DGA ve trafo izleme sistemi için EYMA Power ile iletişime geçebilirsiniz.
Bir yanıt yazın