Monitoraggio DGA online e offline: qual è la soluzione giusta per te?

Come funziona il monitoraggio DGA offline?

Il monitoraggio DGA offline si basa sul campionamento periodico dell'olio e sulle analisi di laboratorio che ricorrono alla gascromatografia. I tecnici qualificati raccolgono campioni di olio dai trasformatori a intervalli programmati (in genere ogni 3, 6 o 12 mesi) e, in seguito, trasportano questi campioni nei laboratori per sottoporli a un'analisi dettagliata.

Il processo di laboratorio prevede l'estrazione dei gas disciolti dal campione di olio e la loro separazione in colonne di gascromatografia. Questa tecnica consolidata è in grado di identificare e quantificare più gas associati ai guasti, tra cui idrogeno, metano, etano, etilene, acetilene, monossido di carbonio e anidride carbonica.

L'analisi di laboratorio fornisce dati completi e altamente precisi, con la possibilità di rilevare concentrazioni di gas molto basse. L'ambiente controllato garantisce condizioni di misurazione coerenti, con la possibilità di confrontare dati storici che coprono più decenni.

Come funziona il monitoraggio DGA online?

I sistemi di monitoraggio DGA online si collegano direttamente ai serbatoi del conservatore o ai sistemi di circolazione dell'olio del trasformatore, fornendo misurazioni continue in tempo reale. Questi sistemi sfruttano la tecnologia della gascromatografia con cicli di calibrazione automatizzati o della spettroscopia a infrarossi combinata con sensori secondari.

I moderni monitor online sono in grado di monitorare costantemente i principali gas associati ai guasti, generando insiemi di dati più volte al giorno e non a intervalli di campionamento discreti. Questa sorveglianza costante consente di rilevare immediatamente i guasti in fase di sviluppo, oltre a fornire informazioni sulle tendenze che rivelano il tasso di generazione di gas.

I sistemi online si integrano con le reti SCADA e le piattaforme di gestione delle risorse, fornendo avvisi automatici quando le concentrazioni di gas superano determinate soglie. Questa connettività trasforma i dati non elaborati in informazioni utili per i team di manutenzione.

Quali sono i gas da monitorare?

La scelta dei gas da monitorare dipende dall'approccio di monitoraggio e dalle priorità operative. L'analisi di laboratorio misura in genere tutti i principali gas associati ai guasti, mentre i monitor online possono concentrarsi sugli indicatori più critici.

Per il rilevamento completo dei guasti, il monitoraggio deve includere l'idrogeno (rilevamento delle scariche parziali), l'acetilene (guasti da arco), l'etilene e il metano (guasti termici), il monossido di carbonio (degradazione della cellulosa) e il contenuto di umidità (condizione di isolamento). Alcune applicazioni traggono vantaggio dal monitoraggio dell'anidride carbonica e dell'etano per disporre di una capacità diagnostica superiore.

I trasformatori critici richiedono spesso il monitoraggio online di più gas, mentre le risorse meno critiche possono richiedere solo il monitoraggio dell'idrogeno e dell'acetilene per rilevare le condizioni di guasto più gravi. Il segreto è abbinare la capacità di monitoraggio alla criticità delle risorse e alla tolleranza al rischio.

Quali sono i principali vantaggi di ogni approccio?

Il monitoraggio offline è l'approccio ideale per disporre di un'analisi completa e una precisione da laboratorio. L'ambiente controllato elimina le incertezze di misurazione associate alle condizioni sul campo, con gli analisti qualificati che possono eseguire interpretazioni sofisticate utilizzando tecniche diagnostiche consolidate come il triangolo Duval.

L'analisi di laboratorio consente inoltre di misurare altri parametri dell'olio come il contenuto di umidità, l'acidità, la resistenza alla rottura dielettrica e i composti furanici. Questa valutazione completa fornisce un quadro completo dello stato del trasformatore, oltre alle concentrazioni di gas disciolti.

Il monitoraggio online offre una sorveglianza continua con funzionalità di rilevamento immediato dei guasti. I dati in tempo reale consentono di rispondere rapidamente ai guasti in fase di sviluppo, mentre l'analisi delle tendenze rivela tassi di progressione dei guasti non sempre individuati dal campionamento periodico.

La natura automatizzata del monitoraggio online elimina gli errori di campionamento e fornisce intervalli di misurazione uniformi. L'integrazione con i sistemi di controllo consente di attivare avvisi immediati e risposte automatiche alle condizioni critiche.

Quali sono i costi associati ai vari metodi?

Il monitoraggio offline comporta costi di laboratorio ricorrenti, costi associati alla manodopera per il campionamento e potenziali ritardi nel rilevamento dei guasti che, a loro volta, possono generare costose riparazioni di emergenza. Anche se i costi dei singoli campioni sono relativamente bassi, i programmi di monitoraggio annuali per le grandi flotte di trasformatori generano notevoli spese cumulative.

Il monitoraggio online richiede un maggiore investimento iniziale in termini di capitale, mentre elimina le spese ricorrenti di laboratorio e riduce i requisiti di manodopera. La funzionalità di monitoraggio continuo prevengono spesso guasti onerosi e compensano l'investimento iniziale evitando le interruzioni e prolungando la durata delle risorse.

Per i trasformatori critici, per i quali le interruzioni non pianificate costano centinaia di migliaia di euro all'ora, il monitoraggio online garantisce in genere un maggior ritorno sull'investimento. Le risorse meno critiche possono giustificare il monitoraggio offline se il rischio di rilevamento ritardato dei guasti resta accettabile.

Quale metodo offre una rilevazione dei guasti più efficace?

Anche se i due metodi sono in grado di rilevare i guasti ai trasformatori in modo efficace, le loro capacità di rilevamento presentano differenze significative in termini di tempistiche e risoluzione dei problemi. Il monitoraggio offline potrebbe rilevare degli errori durante gli intervalli di campionamento programmati, ignorando potenzialmente lo sviluppo rapido di guasti tra un campione e l'altro.

Il monitoraggio online è il metodo ideale per rilevare i guasti in rapida evoluzione, con la possibilità di fornire informazioni sulle tendenze che rivelano la gravità dei guasti. La raccolta continua di dati consente di rilevare eventi transitori che il campionamento periodico potrebbe non essere in grado di acquisire.

Tuttavia, l'analisi di laboratorio offre capacità diagnostiche superiori, grazie all'analisi completa dei gas e alla correlazione con ulteriori parametri dell'olio. La combinazione di più indicatori diagnostici offre spesso un'identificazione dei guasti più definitiva rispetto alle sole concentrazioni di gas.

È possibile utilizzare entrambi i metodi insieme?

Molti servizi di pubblica utilità e impianti industriali utilizzano approcci ibridi, in grado di combinare monitoraggio online e analisi periodiche di laboratorio. I sistemi online offrono la sorveglianza continua e il rilevamento immediato dei guasti, mentre l'analisi di laboratorio offre funzionalità diagnostiche complete e la verifica delle misurazioni online.

Questo approccio integrato ottimizza la capacità di rilevamento dei guasti, fornendo allo stesso tempo la profondità diagnostica necessaria per prendere decisioni informate. I monitor online possono estendere gli intervalli tra i campioni di laboratorio per i trasformatori in buone condizioni e attivare un campionamento aggiuntivo quando si sviluppano condizioni di guasti.

L'approccio ibrido garantisce inoltre la ridondanza nelle applicazioni critiche, in cui i guasti del sistema di monitoraggio potrebbero compromettere la protezione delle risorse. L'analisi di laboratorio può verificare le misurazioni online e fornire funzionalità diagnostiche di backup.