Nagy méretű vízellátó generátorhalmazok magfeszültségi reaktoraiban lévő gáz koncentráció elemzése

1. Magas feszültségű reaktorok gáztermelésének és elemzésének elve

A magas feszültségű reaktorok olaj- és izoláló papírt használnak izolációként. A normál működés során helyi túlmelegedések vagy kivitelezések (pl. vektorrendszer/tekerés problémák, forgástartományi rövidzárok) fordulhatnak elő, amelyek az izoláció megszakadását és hidrokarbon gázok (méthan stb.), CO, CO₂, H₂) termelését eredményezik. Ezek a gázok tükrözik a belső izoláció állapotát, lehetővé téve a valós idejű figyelést.

Zárt, olajtartalmú reaktorok esetén az izoláció öregedése és az olaj oxidációja folyamatosan (CO)/(CO₂)-t termel. Koncentrációik idővel növekednek gyülemlés miatt, ezért a tiszta (CO)/(CO₂) növekedése nem jelzi hibát. Azonban a gáztermelési sebesség (átlagos napi gáztermelés) segít megkülönböztetni a normál öregedést a hibáktól:

Itt: γ_a = abszolút gáztermelési sebesség (mL/d); (C_i,2)/(C_i,1) = a második/első mintavétel gáz koncentrációi (μL/L); Δ_t = tényleges működési intervallum (d); m = teljes olajmennyiség (t); ρ = olaj sűrűsége (t/m³).

1.2. Magas feszültségű reaktorok gázkoncentrációjának elemzési módszere

Rendszeres olaj-kromatográfiai vizsgálatok követik hosszú távon az olaj-gáz koncentrációkat, ami mutatja az izoláció öregedését/elbomlását. Háromfázisú reaktor adatokat használva tudományosan elemezhetők. A folyamatos figyelés és a gáztermelési sebesség kiszámítása segít pontosan azonosítani az izoláció állapotát és korai figyelmeztetést adni a hibákra.

2. Valós példa

Egy erőmű magas feszültségű reaktorának (modell: BKD - 16700/550 - 66) rendszeres ellenőrzése során a CO háromfázisú koncentrációi 1089,08 μL/L (A), 1152,71 μL/L (B), 1338,24 μL/L (C) voltak; a CO₂ háromfázisú adatok: 4955,73 μL/L (A), 5431,25 μL/L (B), 6736,33 μL/L (C). Néhány érték halasztott a riasztási küszöbein (CO: 850 μL/L; CO₂: 5000 μL/L). A normál papírizoláció öregedése és a hiba okozta megszakadás is CO/CO₂-t termel. A szilárd izoláció öregedése a feloldódott CO/CO₂-ban jelenik meg, de a határok/rácsok homályosak. A riasztási szintű koncentrációk normális-e vagy sem, ezt a múltbeli feloldódott gáz vizsgálati jelentések elemzésével lehet megállapítani, hogy meghatározandó a gáztermelési trendek és a reaktor aktuális állapota.

2.1. A reaktor olajában lévő CO & CO₂ termelési sebességének elemzése

Az éves abszolút CO-termelési sebességek a 1. táblázatban találhatók, a tendenciák a 1. ábrán. Az éves CO₂-sebességek a 2. táblázatban, a tendenciák a 2. ábrán.

2.2. Egy bizonyos erőműben lévő magas feszültségű reaktor olajában lévő gázok növekedési arányának elemzése

A DL/T722 szabvány 10.3. pontjának alapján, ha a szilárd izolációs anyag öregedését gyanúsítjuk, általában CO2/CO > 7; ha a hiba a szilárd izolációs anyagot érinti, CO₂/CO < 3.

Éveken át végzett számítások szerint egyik sem volt kevesebb 3-nál vagy több 7-nél. A növekedési tendencia nem vált hirtelen, ami azt jelzi, hogy nincs olyan hiba vagy öregedés, ami a szilárd anyagokat érinti. A korábbi offline adatok CO₂/CO gázaránya a 3. ábrán látható.

A Transformer Olajban Feloldódott Gázok Analízise és Értékelése útmutató (DL/T722) alapján a számított éves CO₂ és CO növekedési arányai, valamint a gáztermelési sebességek is a szabványos tartományon belül maradtak. Nem történt szilárd izolációs hiba vagy öregedés (a CO₂ abszolút gáztermelési sebességének szabványa 200 mL/d, a CO 100 mL/d).

2.3. Adatelemzés

• Gáz tartalom tendenciái
  A beüzemeléstől kezdve a reaktorban lévő CO/CO₂ általánosan növekvő trendet mutat. A hullámzások mérési hibákhoz és hőmérséklet-változásokhoz kapcsolódnak; nincsenek hirtelen csúcsok, a gáztermelési görbe meredeksége stabil.

• CO termelési sebessége
  Az éves abszolút CO termelési sebességek (6-22 mL/d a működés óta) "csökken-nyugszik-növekszik-nyugszik" mintát követnek, lassan laposodva. A DL/T722 szerint a sebességek 100 mL/d alatt maradtak. A CO alacsony olajfeloldhatósága és a hőmérséklet általi volatilitása (nincs fenntartható növekedés) alátámasztja, hogy nincsenek hibák.

• CO₂ termelési sebessége
  Az éves abszolút CO₂ termelési sebességek (40-100 mL/d a működés óta) évenként csökkennek, lassan laposodva. A DL/T722-2014 szerint a sebességek 200 mL/d alatt maradtak. A kezdeti magas termelés a normál működéshez tartozik; nincsenek fenntartható növekedés (hőmérséklet általi volatilitás), ami alátámasztja, hogy nincsenek hibák.

• CO₂/CO arány
  A beüzemeléstől kezdve a CO₂/CO offline arányai (4-7) a DL/T722-2014 (10.2.3.1: CO₂/CO növekedési arányok használata szilárd izolációs hibákra) alapján. Az éves növekedési arányok (4-6, 3. ábra) 3-7 között maradtak, ami megerősíti, hogy nincsenek szilárd izolációs hibák vagy öregedés.

• Magas feszültségű izoláció
  A legfrissebb tesztek eredményei:

• Izolációs ellenállás &ge; 200 G&Omega;;

• Tekerés tanδ < 0,6 (&le;30% növekedés a történelmihez képest); kapacitás változása &le; 3%;

• DC ellenállás különbségei: <2% a háromfázis átlagánál (nincs neutrális vezeték: <1% átlag); &le;2% a történelmi értékekhez képest.

Minden adat a DL/T 596-2021 követelményeinek megfelel.

5 év alatt (nincs olajszűrés) a CO/CO₂ koncentrációk gyorsabban növekedtek zárt környezetben és magas működési hőmérsékletek (max 66°C) miatt, ami gyorsította az olaj és izoláció oxidációját/megegyszerűsítését. Nincsenek belső hibák vagy izoláció öregedése.

3. Javaslatok

A jellemző gázok elemzése segít azok azonosításában, amelyek hibákat vagy romlást jeleznek, célzott karbantartást tesz lehetővé, biztosítva a hálózat stabilitását. Hosszú távú reaktor üzemeltetéshez:

• Ellenőrizze a szegélyeket (reaktor test, olaj tartály) lassú gáz tartalom növekedésre; cserélje le, ha szükséges.

• Erősítse az olajminták kromatográfiáját: mérje a furfural/nitrogén-oxigén tartalmat (szűrés előtt) az olaj/papír oxidáció értékelésére.

• Végzzen olajszűrést; nyomon követheti a szűrés utáni mintákat.

• Figyelje a működést terhelésekre, rövid távú áramerősségre és anormális olaj-hőmérsékleti csúcsokra.