你能承受嗎？變壓器停機的真正成本以及氫基變壓器監控的案例

變壓器故障時，哪怕只是幾分鐘的停機時間，也可能造成數百萬美元的損失。然而，其後果遠不止於此。根據變壓器的位置和用途，故障可能使醫院、空中交通管制系統或水處理設施等關鍵基礎設施變得脆弱且無法運作。

好消息是，設施和運營人員不再局限於每年一次的檢查來確定變壓器的狀況。對於負責維護關鍵服務和營運的公用事業營運商和工業設施而言，持續的線上監測能夠提供至關重要的、定期的變壓器健康狀況資訊和可視性。

有什麼變化？持續監測一直以來都是個好主意。然而，現在新的感測器技術讓持續監測變得經濟實惠。

變壓器異常事件最可靠的關鍵指標之一是液體絕緣中溶解氫 (H₂) 的存在。當今的技術提供了一種簡單、經濟高效的方法，可以可靠、準確地收集與這種關鍵氣體相關的連續數據，這些數據可以幫助設施管理人員或公用事業公司對這些關鍵資產做出明智的決策，並提供即將發生的變壓器故障的預警狀態。

何時單獨氫氣成為關鍵指標？

基於氫氣的線上變壓器監測並非新事物——事實上，它已經發展了幾十年。 1970年代推出的首批「油中氣」感測器為電網營運商提供了一種革命性的方法，可以及早發現內部故障。 ¹ 「自1990年代以來，變壓器線上監測系統發展迅速，能夠評估變壓器所有主要部件的狀況。[…] 這些技術雖然不能阻止變壓器故障，但可以透過允許使用者在運行期間採取糾正措施，來避免與變壓器故障相關的高昂後果。」⁵ 2005年，CGA > 2005 ）監測器的引入，使得以百萬分之一（ppm）為單位測量氫氣成為可能，開啟了變壓器診斷的新時代。

基於這些技術進步，固態氫氣感測器如今能夠提供連續的監測數據。自問世以來，用於精確檢測這種關鍵碳氫化合物氣體並最大限度降低與其他氣體交叉敏感性的技術不斷發展：固態氫氣感測器現在不僅能夠提供氫氣濃度的連續監測數據，還能提供油溫、水分含量（以相對飽和度%和ppm表示）以及壓力的連續監測數據。這些感測器體積小、價格實惠、免維護且無需校準。這些特性使其成為電網中關鍵變壓器和低風險變壓器的理想選擇。

高風險要求技術改進

這項技術的革新正值關鍵時刻。如今，電網壓力日益增大，風險也日益高漲。目前，該行業面臨的挑戰在以下領域帶來了壓力：

• 需求：隨著電力消耗的成長和基礎設施的老化，變壓器故障的風險也隨之上升。替換設備的需求也達到了歷史最高水平，最長可達120個月，導致交貨時間更長。
• 數據：向數位化變電站和智慧電網的轉變需要更多連續的數據來支援預測性維護。隨著勞動力的變動以及經驗豐富的「老員工」退休和離職，他們所傳承的「部落知識」也隨之消失，迫使新入行的員工在管理其職責清單中的一項變壓器資產時面臨困境。
• 決策：只有擁有可靠的數據支持，才能做出快速、明智的決策。更進一步說，擁有數據是一回事，但將數據轉化為資訊需要時間，理解數據想要傳達的訊息需要一套經過長期累積和培養的技能。變壓器管理人員通常沒有時間投入在做出完全知情的決策中。他們必須依賴手頭上的信息，這往往會延誤調查或解決問題的進程，甚至更糟的是，他們可能被迫完全忽略實際情況。

線上監測變壓器氫氣含量在應對這些挑戰中發揮關鍵作用。它是變壓器異常狀態（包括局部放電、電弧放電和液體絕緣系統熱劣化）的最早指標。利用氫氣含量監測感測器，操作人員可以及早了解變壓器的運作狀況，從而在災難發生前識別異常情況。

忽視變壓器監測的骨牌效應

變壓器發生故障時，其成本遠遠超過新變壓器的價格。尤其是在工業和製造環境中，停機可能會產生骨牌效應：

• 生產和銷售損失
• 設備和材料損壞
• 供應鏈延遲
• 安全和環境風險
• 對客戶體驗和聲譽的影響

根據ITIC和艾默生的一項研究，停機每小時會對大型企業造成超過5萬美元的損失。 2 對於持續營運的製造商來說，即使是短暫的非計劃性停機也可能導致巨額收入損失。下圖摘自ITIC 2024年每小時停機成本報告，顯示了受訪者對每小時停機成本的預估。

例：停機時間 Math3 – 變壓器監控的論點

假設某設施每年 350 天全天候運作（計入 15 天的計畫停機時間）。那麼：

• 每年生產時間 8,400 小時（24 小時 x 350 天）
• 變壓器意外發生故障。尋找並調試替換變壓器需要 7 天（168 小時）。

也就是說，168/8,400 = 2% 的年生產能力永久損失。

如果該設施每年產生 100 億美元的收入，那麼 2% 的停機時間將導致 2 萬美元的損失，而這全部都是由於一次變壓器故障造成的。

現代氫氣感測器不再價格高昂。現今的固態感測器（例如 H2scan 生產的感測器）價格僅為傳統單氣體 DGA 系統和當今多氣體系統的一小部分，卻能提供持續可靠的監測，有助於檢測早期故障，並增強您的 DGA 策略，避免數百萬美元的損失。

只需少量資本投資，公用事業和工業運營商就可以：

• 在異常情況惡化之前識別早期異常
• 延長變壓器壽命
• 減少維護成本
• 最大限度地減少非計劃性停機

「持續線上監測 […] 會立即透過警報或訊息告知任何顯著的狀況惡化，提醒工作人員採取適當措施。」4 線上氫氣監測不再只是「錦上添花」，而是一項節省成本的必需品。如今，有了價格實惠、無需維護的傳感器，您無需再為哪台變壓器選擇單獨的 DGA 監測器；現在，您可以評估整個變壓器組的健康狀況，避免災難性故障，並做出更明智的數據驅動型維護決策。 「持續線上監控可以構成 CBM 的基礎，並有效降低意外災難性故障的風險。」4

歸根究底，真正的問題不是你是否負擔得起，而是你是否負擔得起不買？

經濟高效的氫氣感測器可實現全線變壓器監控

對於面臨各種變壓器監控挑戰的公用事業和工業運營，H2scan 提供針對特定操作環境設計的經過現場驗證的解決方案：

GRIDSCAN® 5010：不間斷持續監測

與傳統感測器不同，H2scan 的GRIDSCAN® 5010可持續進行自我校準，從而對具有高監控需求的變壓器資產進行不間斷監控。即使在最嚴苛的應用場景下，也能確保工業運作不會錯過變壓器劣化的關鍵早期預警訊號。

HY-VAULT™ 系統：簡化地下監控

與其他需要昂貴客製化整合的產品不同，HY-VAULT™ 系統為一個長久以來的問題——如何安全且經濟地監測地下變壓器室（通常為危險且極其狹窄的空間）中的變壓器健康狀況——提供了一個創新的解決方案。 HY-VAULT 首次使公用事業公司能夠以經濟高效的方式遠端監測溶解氫氣，從而輕鬆實現全系統部署。

想避免因變壓器故障造成高昂損失，保障您的獲利嗎？立即聯絡 H2scan，以了解哪種基於氫氣的變壓器監測解決方案最適合您的營運需求。我們經過現場驗證的技術能夠有效防止昂貴的停機時間，並提供持續的數據洞察，幫助團隊和管理人員做出明智的決策，從而帶來卓越的投資回報率。請造訪 h2scan.com 或致電 661-485-3591，了解我們經過現場驗證的氫氣感測器技術如何助力您的營運。

參考文獻：

1. 1. https://www.mte.ch/data/files/New%20technologies%20expand%20the%20performance%20range%20of%20Online-DGA-Systems.pdf
   2. https://itic-corp.com/itic-reports-surveys/2023-itic-reports-surveys-copy/
   3. https://elscotransformers.com/blog/the-cost-of-transformer-failure-in-manufacturing/
   4. CIGRE，變壓器維護指南（445），2011 年。
   5. CIGRE，變壓器可靠度調查（642），2015年12月

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初始故障識別圖。資料來源：Bustamante，《用於變壓器油線上監測的溶解氣體設備：綜述》，2019 年。

作者簡介：Traci Hopkins

Traci Hopkins 於 2012 年 2022 月開始了她在電力可靠性領域的探索，當時她擔任多個培訓和教育部門的兼職講師，教授變壓器技術。不久之後，她轉任國際市場診斷分析協調員，同時繼續透過國際活動支持培訓和教育。 2 年，她加入 HXNUMXscan 擔任拉丁美洲銷售經理，負責在多個行業推廣氫氣感測技術。 Traci 已獲得 CRL、MTMP、MTRP 和 DPS 培訓認證。 Traci 同時也是 IEEE PES、資產管理專業人員協會和 WIRAM（可靠性和資產管理女性）組織的高級會員。