Analyse av gasskonsentrasjon i høyspenningsreaktorer til store vannkraftgeneratorsett
1. Prinsipp for gassgenerering og analyse av høyspenningsreaktorer
Høyspenningsreaktorer bruker olje og isolerende papir for isolasjon. Under normal drift kan det oppstå lokale overoppvarming eller utslipp (f.eks. jernkjernen/spoleproblemer, kortslutning mellom vindinger), som fører til isolasjonsknusning og produserer gasser som kjeler (metan, etc.), CO, CO2, H2). Disse gasene reflekterer den interne isolasjonsstatusen, noe som muliggjør sanntidsovervåking.
For lukkede oljefylte reaktorer genereres (CO)/(CO2) kontinuerlig på grunn av isolasjonsaldring og oljeoksidasjon. Deres konsentrasjoner stiger over tid på grunn av akkumulering, så en ren økning i (CO)/(CO2) kan ikke brukes til å vurdere feil. Men gassproduksjonsraten (gjennomsnittlig daglig gassutslipp) hjelper med å skille normal aldring fra feil:
Her: γa = absolutt gassproduksjonsrate (mL/d); (Ci,2)/(Ci,1) = gaskonsentrasjonene ved andre/første prøvetaking (μL/L); Δt = faktisk driftsintervall (d); m = total oljemengde (t); ρ = oljetetthet (t/m3).
1.2 Metode for analyse av gaskonsentrasjon i høyspenningsreaktorer
Regelmessige olje-kromatografi-tester følger olje-gaskonsentrasjonen over lengre tid, noe som viser isolasjonsaldring/deteriorering. Bruk tre-fase reaktordata for vitenskapelig analyse. Kontinuerlig overvåking og beregning av gassproduksjonsrate hjelper med å identifisere isolasjonsstatus nøyaktig og varsle om feil.
2. Reelt eksempel
Under regulær inspeksjon av en høyspenningsreaktor (modell: BKD - 16700/550 - 66) i et kraftverk, var CO tre-fase konsentrasjonene 1089.08 μL/L (A), 1152.71 μL/L (B), 1338.24 μL/L (C); CO₂ tre-fase data: 4955.73 μL/L (A), 5431.25 μL/L (B), 6736.33 μL/L (C). Noen verdier overskred alarmgrenser (CO: 850 μL/L; CO₂: 5000 μL/L). Normal aldring av pappisolering og feilbasert knusning produserer begge CO/CO₂. Aldring av fast isolering reflekteres i olje-løst CO/CO₂, uten klare grenser/mønstre. For å bestemme om disse alarm-nivå konsentrasjonene er normale, ble historiske løste gassprøverapporter analysert for å identifisere gassproduksjonstrender og vurdere reaktorens nåværende tilstand.
2.1 Analyse av CO & CO₂ produksjonsrate i reaktorolje
Årlige absolute CO-produksjonsrater er i tabell 1, med trender i figur 1. Årlige CO₂ rater er i tabell 2, trender i figur 2.
2.2 Analyse av gassøkningforhold i oljen i en høyspenningsreaktor i et kraftverk
Med referanse til vurderingen av CO og CO2 i seksjon 10.3 av DL/T722-standarden, når man mistenker aldring av solid isoleringsmateriale i utstyret, er det generelt ; når man mistenker at feilen involverer solid isoleringsmateriale, CO2/CO < 3.
Beregninger ble gjort på data over årene, og ingen var mindre enn 3 eller større enn 7. Det var ingen plutselige endringer i veksttrenden, noe som indikerte at det ikke var noen feil eller aldring som involverte faste materialer. Kurven for forholdet mellom offline-data for CO2/CO gass over tid er vist i figur 3.
I samsvar med Retningslinjer for analyse og vurdering av løste gasser i transformatorolje (DL/T722), har de beregnede økningforholdene for CO₂ og CO over årene og gassproduksjonsratene blitt holdt innenfor standardområdene. Det forekommer ikke feil eller aldring av faste isoleringsmaterialer (standarden for absolutt gassproduksjonsrate for CO₂ er 200 mL/d, og for CO er det 100 mL/d).
2.3 Dataanalyse
Alle data oppfyller DL/T 596 - 2021 krav.
Over 5 år (uten olje filtrering), økte CO/CO₂-konsentrasjonene raskere på grunn av deres akkumulering i en lukket miljø og høye driftstemperaturer (maks 66°C), noe som akselererte olje/isolasjonsoksidasjon/knusning. Ingen interne feil eller isolasjonsaldring eksisterer.
3. Anbefalinger
Analyse av karakteristiske gasser identifiserer feil/deteriorering for målrettet vedlikehold, for å sikre nettets stabilitet. For langtidsreaktormed O&M:
Sjekk tettelement (reaktorlegeme, oljereservoar) for sakte gassinnholdsvekst; erstatt hvis nødvendig.
Forbedre oljeprøvechromatografi: mål furfural/nitrogen-oksygeninnhold (før filtrering) for å vurdere olje/pappeoksidasjon.
Utfør oljefiltrering; sporbilde etter filtrering.
Overvåk drift for overbelastning, kortvarige strømstøt og uvanlige oljetemperaturspike.
