Analisis Konsentrasi Gas dalam Reaktor Tegangan Tinggi dari Set Generator Hidroelektrik Skala Besar

1. Prinsip Pembangkitan dan Analisis Gas pada Reaktor Tegangan Tinggi

Reaktor tegangan tinggi menggunakan minyak dan kertas isolasi untuk isolasi. Operasi normal mungkin mengalami pemanasan lokal atau peluruhan (misalnya, masalah inti/penggulungan, hubungan pendek antar putaran), menyebabkan retak isolasi dan memproduksi gas seperti hidrokarbon (metana, dll.), CO, CO₂, H₂). Gas-gas ini mencerminkan status isolasi internal, memungkinkan pemantauan real-time.

Untuk reaktor berisi minyak tertutup, penuaan isolasi dan oksidasi minyak secara terus-menerus menghasilkan (CO)/(CO₂). Konsentrasinya meningkat seiring waktu karena akumulasi, sehingga peningkatan murni (CO)/(CO₂) tidak dapat menilai kerusakan. Namun, laju produksi gas (output gas harian rata-rata) membantu membedakan penuaan normal dari kerusakan:

Di sini: γ_a = laju produksi gas absolut (mL/d); (C_i,2)/(C_i,1) = konsentrasi gas sampel kedua/pertama (μL/L); Δ_t = interval operasi aktual (d); m = volume total minyak (t); ρ = densitas minyak (t/m³).

1.2 Metode Analisis Konsentrasi Gas untuk Reaktor Tegangan Tinggi

Tes kromatografi minyak rutin melacak konsentrasi gas-minyak jangka panjang, menunjukkan penuaan/deteriorasi isolasi. Gunakan data reaktor tiga fase untuk analisis ilmiah. Pemantauan berkelanjutan dan perhitungan laju produksi gas membantu mengidentifikasi status isolasi dengan akurat dan memberikan peringatan dini kerusakan.

2. Kasus Nyata

Selama inspeksi rutin reaktor tegangan tinggi di stasiun listrik (model: BKD - 16700/550 - 66), konsentrasi CO tiga fase adalah 1089.08 μL/L (A), 1152.71 μL/L (B), 1338.24 μL/L (C); data CO₂ tiga fase: 4955.73 μL/L (A), 5431.25 μL/L (B), 6736.33 μL/L (C). Beberapa nilai melebihi ambang batas alarm (CO: 850 μL/L; CO₂: 5000 μL/L). Penuaan isolasi kertas normal dan retak yang disebabkan oleh kerusakan keduanya menghasilkan CO/CO₂. Penuaan isolasi padat tercermin dalam CO/CO₂ yang terlarut dalam minyak, dengan batas/pola yang tidak jelas.Untuk menentukan apakah konsentrasi pada level alarm ini normal, laporan uji gas terlarut historis dianalisis untuk mengidentifikasi tren produksi gas dan menilai kondisi reaktor saat ini.

2.1 Analisis Laju Produksi CO & CO₂ dalam Minyak Reaktor

Laju produksi absolut CO tahunan ada dalam Tabel 1, dengan tren dalam Gambar 1. Laju produksi tahunan CO₂ ada dalam Tabel 2, tren dalam Gambar 2.

2.2 Analisis Rasio Kenaikan Gas dalam Minyak Reaktor Tegangan Tinggi di Stasiun Listrik Tertentu

Dengan merujuk pada penilaian CO dan CO₂ dalam bagian 10.3 standar DL/T722, ketika mencurigai penuaan bahan isolasi padat peralatan, umumnya CO2/CO > 7; ketika mencurigai bahwa kerusakan melibatkan bahan isolasi padat, CO₂/CO < 3.

Perhitungan dilakukan pada data selama bertahun-tahun, dan tidak ada yang kurang dari 3 atau lebih dari 7. Tidak ada perubahan mendadak dalam tren pertumbuhan, menunjukkan tidak ada kerusakan atau penuaan yang melibatkan bahan padat. Kurva rasio data offline CO₂/CO gas dari waktu ke waktu ditunjukkan dalam Gambar 3.

Sesuai dengan Pedoman Analisis dan Penilaian Gas Terlarut dalam Minyak Trafo (DL/T722), rasio kenaikan CO₂ dan CO selama bertahun-tahun dan laju produksi gas dipertahankan dalam rentang standar. Tidak terjadi kerusakan atau fenomena penuaan isolasi padat (standar untuk laju produksi gas absolut CO₂ adalah 200 mL/d, dan untuk CO adalah 100 mL/d).

2.3 Analisis Data

• Tren Konten Gas
  Sejak mulai beroperasi, CO/CO₂ dalam reaktor menunjukkan tren peningkatan secara keseluruhan. Fluktuasi terkait dengan kesalahan pengukuran dan perubahan suhu; tidak ada lonjakan tiba-tiba, dengan kemiringan kurva produksi gas yang stabil.

• Laju Produksi CO
  Laju produksi absolut CO tahunan (6&ndash;22 mL/d sejak operasi) mengikuti pola "penurunan-peningkatan-penurunan-peningkatan", secara bertahap menjadi datar. Sesuai DL/T722, laju tetap di bawah alert 100 mL/d. Larutan CO yang rendah dalam minyak dan volatilitas yang dipicu suhu (tidak ada pertumbuhan berkelanjutan) mengkonfirmasi tidak adanya kerusakan.

• Laju Produksi CO₂
  Laju produksi absolut CO₂ tahunan (40&ndash;100 mL/d sejak operasi) menurun setiap tahun, cenderung datar. Sesuai DL/T722 - 2014, laju tetap di bawah alert 200 mL/d. Produksi awal yang tinggi sesuai dengan operasi normal; tidak ada pertumbuhan berkelanjutan (volatilitas yang dipicu suhu) mengkonfirmasi tidak adanya kerusakan.

• Rasio CO₂/CO
  Rasio CO₂/CO offline (4&ndash;7 sejak mulai beroperasi) sesuai dengan DL/T722 - 2014 (10.2.3.1: gunakan peningkatan CO₂/CO untuk kerusakan isolasi padat). Rasio peningkatan tahunan (4&ndash;6, Gambar 3) tetap dalam 3&ndash;7, mengkonfirmasi tidak adanya kerusakan atau penuaan isolasi padat.

• Isolasi Tegangan Tinggi
  Uji terbaru menunjukkan:

• Tahanan isolasi &ge; 200 G&Omega;;

• Tan&delta; gulungan < 0,6 (&le;30% peningkatan dibandingkan historis); perubahan kapasitansi &le; 3%;

• Perbedaan resistansi DC: <2% dari rata-rata tiga fase (tanpa lead netral: <1% rata-rata); &le;2% dibandingkan nilai historis.

Semua data memenuhi persyaratan DL/T 596 - 2021.

Selama lebih dari 5 tahun (tanpa filtrasi minyak), konsentrasi CO/CO₂ meningkat lebih cepat karena akumulasi lingkungan tertutup dan suhu operasi yang tinggi (maks 66&deg;C), mempercepat oksidasi dan retak minyak/isolasi. Tidak ada kerusakan internal atau penuaan isolasi.

3. Rekomendasi

Analisis gas karakteristik mengidentifikasi kerusakan/deteriorasi untuk pemeliharaan yang ditargetkan, memastikan stabilitas jaringan. Untuk O&M reaktor jangka panjang:

• Periksa segel (badan reaktor, konservator minyak) untuk pertumbuhan konten gas yang lambat; ganti jika diperlukan.

• Tingkatkan kromatografi sampel minyak: ukur kandungan furfural/nitrogen-oxygen (pra-filtrasi) untuk menilai oksidasi minyak/kertas.

• Lakukan filtrasi minyak; lacak sampel pasca-filtrasi.

• Pantau operasi untuk beban berlebih, lonjakan arus jangka pendek, dan lonjakan suhu minyak abnormal.