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

1. Prinsip Pembangkitan dan Analisis Gas pada Reaktor Berdaya Tinggi

Reaktor berdaya tinggi menggunakan minyak dan kertas isolasi untuk isolasi. Operasi normal mungkin melihat pemanasan lokal atau pelepasan (misalnya, masalah inti/bobin, hubungan singkat antar putaran), menyebabkan retak isolasi dan menghasilkan 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 terus-menerus menghasilkan (CO)/(CO₂). Konsentrasi mereka meningkat seiring waktu karena akumulasi, jadi peningkatan murni (CO)/(CO₂) tidak bisa menilai kerusakan. Tetapi 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 = total volume minyak (t); ρ = kepadatan minyak (t/m³).

1.2 Metode Analisis Konsentrasi Gas untuk Reaktor Berdaya Tinggi

Tes kromatografi minyak rutin melacak konsentrasi gas dalam minyak jangka panjang, menunjukkan penuaan/deteriorasi isolasi. Gunakan data reaktor tiga fasa 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 berdaya tinggi di stasiun tenaga listrik (model: BKD - 16700/550 - 66), konsentrasi CO tiga fasa adalah 1089.08 μL/L (A), 1152.71 μL/L (B), 1338.24 μL/L (C); data CO₂ tiga fasa: 4955.73 μL/L (A), 5431.25 μL/L (B), 6736.33 μL/L (C). Beberapa nilai melebihi ambang batas peringatan (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 peringatan ini normal, laporan uji gas terlarut historis dianalisis untuk mengidentifikasi tren produksi gas dan mengevaluasi keadaan reaktor saat ini.

2.1 Analisis Laju Produksi CO & CO₂ dalam Minyak Reaktor

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

2.2 Analisis Rasio Penambahan Gas dalam Minyak Reaktor Berdaya Tinggi di Stasiun Tenaga Listrik Tertentu

Dengan merujuk pada penilaian CO dan CO₂ dalam bagian 10.3 standar DL/T722, ketika menduga penuaan bahan isolasi padat peralatan, umumnya CO2/CO > 7; ketika menduga 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 tiba-tiba dalam tren pertumbuhan, menunjukkan tidak ada kerusakan atau penuaan yang melibatkan bahan padat. Kurva rasio data offline CO₂/CO gas selama masa lalu ditunjukkan dalam Gambar 3.

Sesuai dengan Pedoman Analisis dan Penilaian Gas Terlarut dalam Minyak Transformer (DL/T722), rasio penambahan CO₂ dan CO selama bertahun-tahun dan laju produksi gas keduanya 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 komisioning, CO/CO₂ dalam reaktor menunjukkan tren kenaikan secara keseluruhan. Fluktuasi berkaitan dengan kesalahan pengukuran dan perubahan suhu; tidak ada lonjakan tiba-tiba, dengan kemiringan kurva produksi gas yang stabil.

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

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

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

• Isolasi Berdaya Tinggi
  Tes terbaru menunjukkan:

• Tahanan isolasi &ge; 200 G&Omega;;

• Tan&delta; bobin < 0,6 (&le;30% peningkatan dibanding sejarah); perubahan kapasitansi &le; 3%;

• Perbedaan resistansi DC: <2% rata-rata 3 fasa (tanpa lead netral: <1% rata-rata); &le;2% dibanding nilai historis.

Semua data memenuhi persyaratan DL/T 596 - 2021.

Selama 5 tahun (tanpa filtrasi minyak), konsentrasi CO/CO₂ meningkat lebih cepat karena akumulasi lingkungan tertutup dan suhu operasi 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 grid. Untuk O&M reaktor jangka panjang:

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

• Sumbangan