Analisis ng Koncentrasyon ng Gas sa Mataas na Voltaheng Reaktor ng Malalaking Hydroelectric Generator Sets

1. Prinsipyong Paggawa at Analisis ng Gas sa Mataas na Voltaheng Reactor

Ang mga mataas na voltaheng reactor ay gumagamit ng langis at papel insulador para sa insulasyon. Sa normal na operasyon, maaaring may lokal na sobrang init o paglabas (halimbawa, isyu sa core/ winding, inter-turn short circuits), na nagdudulot ng pagkasira ng insulasyon at paggawa ng mga gas tulad ng hidrokarbono (methane, etc.), CO, CO₂, H₂). Ang mga gas na ito ay nagpapakita ng kalagayan ng panloob na insulasyon, na nagbibigay ng real-time monitoring.

Para sa mga saradong oil-filled reactors, ang pagtanda ng insulasyon at pagsira ng langis ay patuloy na nagpapagawa ng (CO)/(CO₂). Dahil sa pag-accumulate, ang kanilang concentration ay tumataas sa paglipas ng panahon, kaya ang tumaas na (CO)/(CO₂) ay hindi sapat upang maipatotoo ang mga isyu. Ngunit ang rate ng paggawa ng gas (average daily gas output) ay nakakatulong upang makilala ang normal na pagtanda mula sa mga isyu:

Dito: γ_a = absolute gas production rate (mL/d); (C_i,2)/(C_i,1) = gas concentrations ng ikalawang/unang sampling (μL/L); Δ_t = aktwal na interval ng operasyon (d); m = kabuuang volume ng langis (t); ρ = density ng langis (t/m³).

1.2 Pamamaraan ng Analisis ng Koncentrasyon ng Gas para sa Mataas na Voltaheng Reactor

Ang regular na mga test ng oil chromatography ay sumusunod sa concentration ng oil-gas sa mahabang panahon, na nagpapakita ng pagtanda/pagsira ng insulasyon. Gamitin ang datos ng three-phase reactor para sa siyentipikong analisis. Ang patuloy na monitoring at pagkalkula ng rate ng paggawa ng gas ay nakakatulong upang makilala nang tama ang kalagayan ng insulasyon at magbigay ng advanced warning para sa mga isyu.

2. Aktuwal na Kaso

Sa regular na inspeksyon ng isang high-voltage reactor (modelo: BKD - 16700/550 - 66) ng isang power station, ang CO three-phase concentrations ay 1089.08 μL/L (A), 1152.71 μL/L (B), 1338.24 μL/L (C); CO₂ three-phase data: 4955.73 μL/L (A), 5431.25 μL/L (B), 6736.33 μL/L (C). Ang ilang halaga ay lumampas sa threshold ng alarm (CO: 850 μL/L; CO₂: 5000 μL/L). Ang normal na pagtanda ng papel insulator at ang pagkasira dahil sa fault ay parehong nagpapagawa ng CO/CO₂. Ang pagtanda ng solid insulator ay napapakita sa dissolved CO/CO₂ sa langis, ngunit walang malinaw na boundary/pattern. Upang matukoy kung ang mga concentration na ito ay normal, inanalisa ang mga historical dissolved gas test reports upang makilala ang trend ng paggawa ng gas at asesahin ang kasalukuyang estado ng reactor.

2.1 Analisis ng Rate ng Paggawa ng CO & CO₂ sa Langis ng Reactor

Ang annual absolute production rates ng CO ay nasa Table 1, ang trends ay nasa Figure 1. Ang annual rates ng CO₂ ay nasa Table 2, ang trends ay nasa Figure 2.

2.2 Analisis ng Ratio ng Pagtaas ng Gas sa Langis ng Mataas na Voltaheng Reactor sa Iisang Power Station

Batay sa paghatol hinggil sa CO at CO₂ sa seksyon 10.3 ng pamantayan ng DL/T722, kapag inaasahan ang pagtanda ng solid insulating material ng equipment, karaniwang CO2/CO > 7; kapag inaasahan na ang isyu ay kasama ang solid insulating material, CO₂/CO < 3.

Ang mga kalkulasyon ay ginawa sa datos sa loob ng mga taon, at wala sa kanila ang mas mababa sa 3 o mas mataas sa 7. Walang biglaang pagbabago sa trend ng paglaki, na nagpapatunay na walang isyu o pagtanda na kasama ang solid materials. Ang curve ng ratio ng offline data ng CO₂/CO gas sa nakaraan ay ipinapakita sa Figure 3.

Ayon sa Guidelines for Analysis and Judgment of Dissolved Gases in Transformer Oil (DL/T722), ang kalkuladong incremental ratios ng CO₂ at CO sa loob ng mga taon at ang gas production rates ay parehong nasa standard ranges. Walang naganap na solid insulation faults o aging phenomena (ang standard para sa absolute gas production rate ng CO₂ ay 200 mL/d, at para sa CO ay 100 mL/d).

2.3 Analisis ng Datos

• Trend ng Gas Content
  Simula noong komisyon, ang CO/CO₂ sa reactor ay nagpapakita ng pangkalahatang upward trend. Ang mga fluctuation ay may kaugnayan sa mga error sa pagsukat at pagbabago ng temperatura; walang biglaang spike, at may stable na slope ng gas-production curve.

• Rate ng Paggawa ng CO
  Ang annual absolute CO production rates (6–22 mL/d simula noong operasyon) ay sumusunod sa pattern na “decrease-increase-decrease-increase,” na unti-unting bumababa. Ayon sa DL/T722, ang rates ay nasa ilalim ng 100 mL/d alert. Ang mababang solubility ng CO sa langis at volatility dahil sa temperatura (walang sustained growth) ay nagpapatunay na walang isyu.

• Rate ng Paggawa ng CO₂
  Ang annual absolute CO₂ production rates (40–100 mL/d simula noong operasyon) ay bumababa taon-taon, na nagtutrend flat. Ayon sa DL/T722 - 2014, ang rates ay nasa ilalim ng 200 mL/d alert. Ang initial na mataas na production ay sumasang-ayon sa normal na operasyon; walang sustained growth (volatility dahil sa temperatura) ay nagpapatunay na walang isyu.

• Ratio ng CO₂/CO
  Ang offline CO₂/CO ratios (4–7 simula noong komisyon) ay sumasang-ayon sa DL/T722 - 2014 (10.2.3.1: gamitin ang CO₂/CO increments para sa solid-insulation faults). Ang annual increment ratios (4–6, Figure 3) ay nasa 3–7, na nagpapatunay na walang solid-insulation faults/aging.

• Mataas na Voltaheng Insulasyon
  Ang pinakabagong tests ay nagpapakita:

• Insulation resistance &ge; 200 G&Omega;;

• Winding tan&delta; < 0.6 (&le;30% increase vs. history); capacitance change &le; 3%;

• DC resistance differences: <2% ng 3-phase average (no neutral lead: <1% average); &le;2% vs. historical values.

Ang lahat ng datos ay sumasang-ayon sa DL/T 596 - 2021 requirements.

Sa loob ng 5 taon (walang oil filtration), ang CO/CO₂ concentrations ay tumaas mas mabilis dahil sa kanilang accumulation sa closed environment at mataas na operating temperatures (max 66&deg;C), na nagpapa-accelerate ng oxidation/cracking ng langis/insulation. Walang internal faults o insulation aging.

3. Mga Rekomendasyon

Ang pag-analisa ng characteristic gases ay nakakatulong upang matukoy ang mga isyu/pagsira para sa targeted maintenance, na nag-aaseguro ng stability ng grid. Para sa long-term reactor O&M:

• Suriin ang mga seal (reactor body, oil conservator) para sa mabagal na paglaki ng gas content; palitan kung kinakailangan.

• Pataasin ang oil-sample chromatography: sukatin ang furfural/nitrogen-oxygen content (pre-filtration) upang asesahin ang oxidation ng langis/papel.

• Gumawa ng oil filtration; sumunod sa post-filtration samples.

• Monitor ang operasyon para sa overloads, short-term current surges, at abnormal oil-temperature spikes.