Pagsusuri ng Konsertrasyon ng Gas sa Mataas na Voltaheng Reaktor ng Malalaking Hydroelectric Generator Sets

1. Pagsasalamin at Pagsusuri ng Prinsipyo ng Pagbuo ng Gas sa Mataas na Voltaheng Reactor

Ang mataas na voltaheng reactor ay gumagamit ng langis at insulating paper para sa pag-insulate. Sa normal na operasyon, maaaring magkaroon ng lokal na sobrang init o discharge (halimbawa, mga isyu sa core/winding, inter-turn short circuits), na nagdudulot ng pagkakatunaw ng insulation at pagbuo ng mga gas tulad ng hydrocarbons (methane, etc.), CO, CO₂, H₂). Ang mga gas na ito ay naghahayag ng kalagayan ng panloob na insulation, na nagbibigay ng real-time monitoring.

Para sa saradong oil-filled reactors, ang pagtanda ng insulation at pag-oxidize ng langis ay patuloy na nagpapabuo ng (CO)/(CO₂). Ang kanilang concentration ay tumataas sa panahon dahil sa pag-accumulate, kaya ang puro na pagtaas ng (CO)/(CO₂) hindi maaaring maging batayan para sa mga isyu. Ngunit ang rate ng pagbuo ng gas (average daily gas output) ay tumutulong sa paghihiwalay ng normal na pagtanda mula sa mga isyu:

Dito: γ_a = absolute gas production rate (mL/d); (C_i,2)/(C_i,1) = gas concentrations ng pangalawang/unang sampling (μL/L); Δ_t = aktwal na interval ng operasyon (d); m = kabuuang volume ng langis (t); ρ = density ng langis (t/m³).

1.2 Pamamaraan ng Pagsusuri ng Koncentrasyon ng Gas para sa Mataas na Voltaheng Reactor

Ang regular na oil chromatography tests ay sumusunod sa long-term na concentration ng oil-gas, na nagpapakita ng pagtanda/pagkasira ng insulation. Gamitin ang data ng three-phase reactor para sa siyentipikong pagsusuri. Ang patuloy na monitoring at pag-compute ng rate ng pagbuo ng gas ay tumutulong sa accurate na pag-identify ng kalagayan ng insulation at pre-warning ng mga isyu.

2. Aktwal na Kaso

Sa regular na inspection ng high-voltage reactor ng isang power station (modelo: BKD - 16700/550 - 66), ang CO three-phase concentrations ay 1089.08 μL/L (A), 1152.71 μL/L (B), 1338.24 μL/L (C); CO₂ three-phase data: 4955.73 μL/L (A), 5431.25 μL/L (B), 6736.33 μL/L (C). Ang ilang values ay lumampas sa alarm thresholds (CO: 850 μL/L; CO₂: 5000 μL/L). Ang normal na pagtanda ng paper insulation at fault-induced cracking parehong nagpapabuo ng CO/CO₂. Ang pagtanda ng solid insulation ay ipinapakita sa oil-dissolved CO/CO₂, na may hindi malinaw na boundaries/patterns. Para matukoy kung ang mga alarm-level concentrations ay normal, inanalisa ang mga historical dissolved gas test reports upang matukoy ang trends ng pagbuo ng gas at asesahin ang kasalukuyang estado ng reactor.

2.1 Pagsusuri ng Rate ng Pagbuo ng CO & CO₂ sa Langis ng Reactor

Ang annual absolute production rates ng CO ay nasa Table 1, ang trends naman ay nasa Figure 1. Ang annual rates ng CO₂ ay nasa Table 2, ang trends naman ay nasa Figure 2.

2.2 Pagsusuri ng Ratio ng Increment ng Gas sa Langis ng Mataas na Voltaheng Reactor sa Isang Power Station

Ayon sa paghatol hinggil sa CO at CO₂ sa seksyon 10.3 ng pamantayan ng DL/T722, kapag inasahan ang pagtanda ng solid insulation material ng equipment, karaniwang CO2/CO > 7; kapag inasahan na ang isyu ay kasama ang solid insulation material, CO₂/CO < 3.

Ang mga data sa loob ng mga taon ay incompute, at walang isa man ang mas mababa sa 3 o mas mataas sa 7. Walang biglaang pagbabago sa trend ng paglaki, na nagpapahiwatig na walang isyu o pagtanda na kasama ang solid materials. Ang curve ng ratio ng offline data ng CO₂/CO gas sa nakaraang mga oras ay ipinapakita sa Figure 3.

Ayon sa Guidelines for Analysis and Judgment of Dissolved Gases in Transformer Oil (DL/T722), ang naka-compute na incremental ratios ng CO₂ at CO sa loob ng mga taon at ang gas production rates ay parehong nasa standard ranges. Walang pag-occur ng solid insulation faults o pagtanda (ang standard para sa absolute gas production rate ng CO₂ ay 200 mL/d, at para sa CO ay 100 mL/d).

2.3 Pagsusuri ng Data

• Trend ng Gas Content
  Simula noong commissioning, ang CO/CO₂ sa reactor ay nagpapakita ng pangkalahatang upward trend. Ang mga fluctuation ay kaugnay ng mga error sa measurement at pagbabago ng temperatura; walang biglaang spike, at stable ang slope ng gas-production curve.

• Rate ng Pagbuo ng CO
  Ang annual absolute CO production rates (6&ndash;22 mL/d simula noong operasyon) ay sumusunod sa pattern na "decrease-increase-decrease-increase", na unti-unting pumapala. Ayon sa DL/T722, ang rates ay nasa ilalim ng 100 mL/d alert. Ang mababang solubility ng CO sa langis at volatility na dulot ng temperatura (walang sustained growth) ay nagpapatunay na walang isyu.

• Rate ng Pagbuo ng CO₂
  Ang annual absolute CO₂ production rates (40&ndash;100 mL/d simula noong operasyon) ay bumababa taon-taon, na nagpapakita ng flat trend. Ayon sa DL/T722 - 2014, ang rates ay nasa ilalim ng 200 mL/d alert. Ang initial na mataas na production ay naka-align sa normal na operasyon; walang sustained growth (volatility na dulot ng temperatura) na nagpapatunay na walang isyu.

• Ratio ng CO₂/CO
  Ang offline CO₂/CO ratios (4&ndash;7 simula noong commissioning) ay naka-align sa DL/T722 - 2014 (10.2.3.1: gamitin ang CO₂/CO increments para sa solid-insulation faults). Ang annual increment ratios (4&ndash;6, Figure 3) ay nasa 3&ndash;7, na nagpapatunay na walang solid-insulation faults/pagtanda.

• Mataas na Voltaheng Insulation
  Ang pinakabagong tests ay nagpapakita:

• Insulation resistance &ge; 200 G&Omega;;

• Winding tan&delta; < 0.6 (&le;30% increase vs. history); capacitance change &le; 3%;

• DC resistance differences: <2% ng 3-phase avg. (no neutral lead: <1% avg.); &le;2% vs. historical values.

Lahat ng data ay nasa DL/T 596 - 2021 requirements.

Sa loob ng 5 taon (walang oil filtration), ang CO/CO₂ concentrations ay tumaas nang mas mabilis dahil sa kanilang closed-environment accumulation at mataas na operating temps (max 66&deg;C), na nagpapabilis ng oxidation/cracking ng langis/insulation. Walang internal faults o pagtanda ng insulation.

3. Mga Rekomendasyon

Ang pag-analyze ng characteristic gases ay nakakatuklas ng mga isyu/pagkasira para sa targeted maintenance, na nagpapatibay ng grid stability. Para sa long-term reactor O&M:

• Suriin ang mga seal (reactor body, oil conservator) para sa slow gas-content growth; palitan kung kinakailangan.

• Palakasin ang oil-sample chromatography: sukatin ang furfural/nitrogen-oxygen content (pre-filtration) upang asesahin ang oxidation ng langis/paper.

• Gumawa ng oil filtration; sundan ang post-filtration samples.

• Monitor ang operations para sa overloads, short-term current surges, at abnormal oil-temp spikes.