Анализа на концентрацијата на гас во високонапонски реактори на големи хидроелектрични генераторски агрегати

1. Принцип на генерирање и анализа на гасови во високонапонските реактори

Високонапонските реактори користат масло и изолативна хартија за изолација. Во нормална работа може да се појават локални прегреви или разряди (нпр. проблеми со језглото/виткањето, кратки споеви меѓу витковите), што предизвикува пукнување на изолацијата и производство на гасови како хидрокарбони (метан итн.), CO, CO₂, H₂). Овие гасови одразуваат статусот на внатрешната изолација, овозможувајќи реално време надзор.

За затворени маслени реактори, стареењето на изолацијата и оксидацијата на маслото непрекинато генерираат (CO)/(CO₂). Нивните концентрации се зголемуваат со времето поради акумулација, така што чисто зголемување на (CO)/(CO₂) не може да суди за повреди. Но, брзината на производство на гас (просечен дневен излез на гас) помага да се разликува нормалното стареење од повредите:

Тука: γ_a = апсолутна брзина на производство на гас (mL/d); (C_i,2)/(C_i,1) = концентрации на гасот од вториот/првиот узем на примерок (μL/L); Δ_t = реален интервал на работа (дена); m = целосна количина на масло (т); ρ = густина на маслото (т/м³).

1.2 Метод на анализа на концентрацијата на гасови во високонапонски реактори

Редовни тестови на хроматографија на масло следат концентрациите на маслото-газ долготrajно, покажувајќи стареење/деградација на изолацијата. Се користат податоци од трифазен реактор за научна анализа. Непрекинатиот надзор и пресметката на брзината на производство на гас помагаат точно да се идентификува статусот на изолацијата и да се предупредат повреди.

2. Реален случај

При редовна инспекција на високонапонскиот реактор (модел: BKD - 16700/550 - 66) во една електроцентрала, концентрациите на CO во три фази беа 1089.08 μL/L (A), 1152.71 μL/L (B), 1338.24 μL/L (C); податоци за CO₂ во три фази: 4955.73 μL/L (A), 5431.25 μL/L (B), 6736.33 μL/L (C). Некои вредности надминуваа прагот за аларма (CO: 850 μL/L; CO₂: 5000 μL/L). Нормалното стареење на хартијата на изолацијата и повредите кои предизвикуваат пукнување оба произведуваат CO/CO₂. Стареењето на тврдата изолација се одразува во растворената CO/CO₂ во маслото, со нејасни граници/паттерни. За да се одреди дали овие концентрации на ниво на аларма се нормални, се анализираа историските тестови на растворени гасови за да се идентификуваат трендовите на производство на гас и да се процени статусот на реакторот.

2.1 Анализа на брзината на производство на CO & CO₂ во маслото на реакторот

Апсолутните годишни брзини на производство на CO се во Табела 1, со трендови во Слика 1. Годишните брзини на производство на CO₂ се во Табела 2, со трендови во Слика 2.

2.2 Анализа на односот на зголемување на гасовите во маслото на високонапонскиот реактор во една електроцентрала

Според пресудата за CO и CO₂ во дел 10.3 на стандардот DL/T722, кога се сумнива во стареењето на тврдата изолационна материја на опремата, обично CO2/CO > 7; кога се сумнива дека повредата вклучува тврда изолационна материја, CO₂/CO < 3.

Беа направени пресметки на податоците преку годините, и никој од нив не бил под 3 или над 7. Не се забележало ништо што би указувало на брзо променливост, што значи дека нема повреди или стареење на тврди материјали. Кривата на односот на офлајн податоци за CO₂/CO гасот во претходни временски периоди е прикажана во Слика 3.

Според Упатства за анализа и пресуда на растворени гасови во маслото на трансформаторите (DL/T722), пресметаните годишни зголемувања на CO₂ и CO и брзините на производство на гас се одржуваат во стандардните опсеги. Не се случуваат повреди на тврдата изолација или појави на стареење (стандардот за апсолутната брзина на производство на CO₂ е 200 mL/d, а за CO е 100 mL/d).

2.3 Анализа на податоци

• Тренд на содржината на гасовите
  Од воведувањето, CO/CO₂ во реакторот покажуваат општа тенденција на зголемување. Флуктуациите се поврзани со грешки во мерењето и промени на температурата; не се појавуваат брзи скачоци, со стабилен наклон на кривата на производство на гас.

• Брзина на производство на CO
  Годишните апсолутни брзини на производство на CO (6&ndash;22 mL/d од почетокот на работа) следат модел „намалување-зголемување-намалување-зголемување“, со постепено сплескување. Според DL/T722, брзините остануваат под прагот за аларма од 100 mL/d. Ниската растворливост на CO во масло и температурната варијација (без продолжително зголемување) потврдуваат дека нема повреди.

• Брзина на производство на CO₂
  Годишните апсолутни брзини на производство на CO₂ (40&ndash;100 mL/d од почетокот на работа) се намалуваат годишно, со тенденција кон сплескување. Според DL/T722 - 2014, брзините остануваат под прагот за аларма од 200 mL/d. Почетното високо производство е во согласност со нормалната работа; без продолжително зголемување (температурна варијација) потврдува дека нема повреди.

• Однос CO₂/CO
  Офлајн односи на CO₂/CO (4&ndash;7 од воведувањето) се во согласност со DL/T722 - 2014 (10.2.3.1: користете зголемувања на CO₂/CO за повреди на тврдата изолација). Годишни зголемени односи (4&ndash;6, Слика 3) остануваат во опсегот 3&ndash;7, потврдувајќи дека нема повреди или стареење на тврдата изолација.

• Високонапонска изолација
  Најновите тестови покажуваат:

• Изолационот отпор &ge; 200 G&Omega;;

• Тангентална дисипација на виткањето tan&delta; < 0.6 (&le;30% зголемување во однос на историјата); промена на капацитетот &le; 3%;

• Разлика во DC отпор: <2% од просечната трофазна вредност (без нултен водач: <1% од просекот); &le;2% во однос на историски вредности.

Сите податоци задоволуваат барањата на DL/T 596 - 2021.

За 5 години (без филтрирање на масло), концентрациите на CO/CO₂ се зголемуваа брзо поради накоплувањето во затворен средин и високи работни температури (до 66&deg;C), што забрзува оксидацијата и пукнувањето на маслото и изолацијата. Не постојат внатрешни повреди или стареење на изолацијата.

3. Предлози

Анализата на карактеристичните гасови идентификува повреди и деградации за целева одржба, осигурувајќи стабилност на мрежата. За долготрајна одржба на реакторот:

• Проверете герметичноста (тело на реакторот, маслен резервоар) за бавно зголемување на содржината на гас; заменете ги ако е потребно.

• Подобрите хроматографијата на пробата на масло: мерете фурфурал/содржина на кислород-азот (пред филтрирање) за проценка на оксидацијата на масло и хартија.

• Извршете филтрирање на масло; следете пост-филтрирање проби.

• Мониторирајте операциите за прекомерни нагласи, кратки скокови на стројот и аномални скокови на температурата на маслото.