Анализ на концентрацията на газ във високонапрегателните реактори на големи хидроелектрични генераторни установки
1. Принцип на генериране и анализ на газове в високонапреговите реактори
Високонапреговите реактори използват масло и изолационна хартия за изолация. При нормална работа може да се появи локално затопляне или разряд (например, проблеми с желязната ядро/обмотка, междучерпови късмачки), което причинява пукнатина в изолацията и произвежда газове като хидроуглеводороди (метан и др.), CO, CO2, H2). Тези газове отразяват вътрешното състояние на изолацията, позволявайки реално време наблюдение.
За затворените маслонапълнени реактори, стареенето на изолацията и окислението на маслото непрекъснато генерира (CO)/(CO2). Их концентрации нарастват с времето поради натрупване, така че чисто увеличение на (CO)/(CO2) не може да определи дефект. Но скоростта на производство на газ (среднодневен изход на газ) помага да се различат нормалното стареене от дефектите:
Тук: γa = абсолютна скорост на производство на газ (mL/d); (Ci,2)/(Ci,1) = концентрации на газа при втория/първия пробен вземане (μL/L); Δt = действителен интервал на експлоатация (d); m = общ обем на маслото (т); ρ = плътност на маслото (т/м3).
1.2 Метод за анализ на концентрацията на газовете в високонапреговите реактори
Редовни тестове на маслохроматография следят дългосрочно концентрациите на масло-газ, показвайки стареене/ухудшение на изолацията. Използвайте данни от трифазен реактор за научен анализ. Непрекъснато наблюдение и изчисление на скоростта на производство на газ помагат за точна идентификация на състоянието на изолацията и предупреждение за дефекти.
2. Реален случай
При редовна проверка на високонапреговия реактор (модел: BKD - 16700/550 - 66) в електроцентрала, концентрациите на CO в трите фази бяха 1089.08 μL/L (A), 1152.71 μL/L (B), 1338.24 μL/L (C); данни за CO₂ в трите фази: 4955.73 μL/L (A), 5431.25 μL/L (B), 6736.33 μL/L (C). Някои стойности надхвърлиха праговете за алармиране (CO: 850 μL/L; CO₂: 5000 μL/L). Нормалното стареене на хартиена изолация и дефектите, причинени от пукнатина, произвеждат CO/CO₂. Стареенето на твърдата изолация се отразява в растворените в маслото CO/CO₂, без ясни граници/патерни. За да се определи дали тези концентрации на ниво на аларма са нормални, историческите тестове за растворени газове бяха анализирани, за да се идентифицират тенденциите в производството на газ и да се оцени текущото състояние на реактора.
2.1 Анализ на скоростта на производство на CO & CO₂ в маслото на реактора
Годишните абсолютни скорости на производство на CO са в таблица 1, с тенденции в фигура 1. Годишните скорости на производство на CO₂ са в таблица 2, с тенденции в фигура 2.
2.2 Анализ на коефициента на увеличение на газовете в маслото на високонапреговия реактор в определена електроцентрала
С оглед на оценката на CO и CO2 в раздел 10.3 на стандарта DL/T722, когато се подозира стареене на твърдата изолационна материал, обикновено ; когато се подозира, че дефектът засяга твърдата изолационна материал, CO2/CO < 3.
Изчисленията върху данните през годините не показаха нищо под 3 или над 7. Нямаше внезапна промяна в тенденцията на растеж, което показва, че няма дефект или стареене, свързано с твърди материали. Кривата на отношенията на офлайн данни за CO2/CO газове през предходните времена е показана в фигура 3.
Според Ръководството за анализ и оценка на растворените газове в маслото на трансформаторите (DL/T722), изчислените коефициенти на увеличение на CO₂ и CO през годините и скоростите на производство на газ са поддържани в рамките на стандартните диапазони. Не се наблюдава появата на дефекти или явления на стареене на твърдата изолация (стандартът за абсолютната скорост на производство на CO₂ е 200 mL/d, а за CO е 100 mL/d).
2.3 Анализ на данните
Всички данни отговарят на изискванията на DL/T 596 - 2021.
През 5 години (без филтриране на маслото), концентрациите на CO/CO₂ се увеличили по-бързо поради натрупването в затворена среда и високите температури на експлоатация (максимум 66°C), ускорявайки окислението и пукнатината на маслото и изолацията. Няма вътрешни дефекти или стареене на изолацията.
3. Предложения
Анализът на характеристичните газове идентифицира дефекти и ухудшения, за целево поддръжка, осигуряващо стабилността на мрежата. За дългосрочна експлоатация и поддръжка на реактора:
Проверете герметичността (на корпуса на реактора, маслената камера) за бавно увеличение на съдържанието на газ; заменете, ако е необходимо.
Подобрете маслохроматографията: измерете съдържанието на фурфурал/азот-кислород (преди филтриране) за оценка на окислението на маслото и хартията.
Изведите филтриране на маслото; проследете пробите след филтриране.
Мониторирайте експлоатацията за прекомерни зареждания, краткосрочни импулси на тока и аномални скокове на температурата на маслото.
