Hoe Gas Chromatografie 500+ kV Transfoor Foute Opspoor en Diagnoseer [Gevallestudie]

0 Inleiding
Oplosbare gasanalise (DGA) in isolerende olie is 'n kritiese toets vir groot olie-gevoede magtransformateurs. Deur gaschromatografie te gebruik, is dit moontlik om die veroudering of veranderinge in die interne isolerende olie van olie-gevulde elektriese toerusting tydelik op te spoor, potensiële foute soos oorverhitting of elektriese ontladinge vroegtydig te identifiseer, en die erns, tipe en ontwikkelingstrend van die fout akkuraat te beoordeel. Gaschromatografie het 'n essensiële metode geword om die veilige en stabiele bedryf van toerusting te moniteer en te verseker, en dit is ingesluit in relevante internasionale en nasionale standaarde [1,2].

1 Gevallestudie
Die No. 1 hooftransformateur by Hexin Substation is model A0A/UTH-26700, met 'n spanningkonfigurasie van 525/√3 / 230/√3 / 35 kV. Dit is vervaardig in Mei 1988 en in diens gestel op 30 Junie 1992. Op 20 September 2006 het die rekenaar-moniteringsstelsel 'n "ligte gasrelenbedieneroperasie op No. 1 hooftransformateur" aangedui. Volgende inspeksie deur operasionele personeel het gekraak en ernstige olielekage aan beide begin- en eindbushing van Fase B aan die 35 kV-kant, sowel as die teenwoordigheid van gas in die gasrelenbediener, aangeteken, wat onmiddellik 'n afsluiting gevra het. Vóór hierdie voorval het routynêre elektriese toetse en isolerende olie-moniteringstoetse geen abnormaliteite getoon nie.

2 Gaschromatografiese Analise en Foutdiagnose
Olie- en gas monsters is onmiddellik na afsluiting vir chromatografiese toetse versamel. Die toetsresultate word in Tabelle 1 en 2 getoon. Die resultate het aangedui dat die koncentrasies van opgeloste gase in beide die transformatorolie en die gasrelenbediener abnormal was. 'n Omvattende analise is uitgevoer deur gebruik te maak van chromatografiese data en die ewewigskriteriummetode om die gaskoncentrasies in olie- en gasmonsters te evalueer.

Tabel 1 Chromatografiese Rekord van Isolerende Olie van Fase B van No. 1 Hooftransformateur by Hexin Substation (μL/L)

Tabel 2 Chromatografiese Rekord van Gas van Gasrelenbediener van Fase B van No. 1 Hooftransformateur by Hexin Substation (μL/L)

Volgens die Kwaliteitstandaarde vir Transformatorolie in Diens, moet aandag gegee word wanneer enige van die volgende oplosbare gaskoncentrasies in olie van 500 kV-transformateurs die gespesifiseerde waardes oorskry: totale hidrokarbone: 150 μL/L; H₂: 150 μL/L; C₂H₂: 1 μL/L. Asetyleen (C₂H₂) is in die transformatorolie met 'n kontrasie φ(C₂H₂) van 12.13 μL/L opgespoor, wat die aandagsgrens met meer as 12 keer oorskry. Gebaseer op die komponentoverskrydingsmetode [3], is daar voorlopig bepaal dat 'n interne fout in die transformateur bestaan het.

Verdere analise gebaseer op kenmerkgase het 'n hoë-energie ontladingfout aangedui, aangesien φ(C₂H₂) 'n sleutelaanduiding is om oorverhitting van elektriese ontlading te onderskei. Deur gebruik te maak van die IEC drie-verhoudingsmetode, is die berekende verhoudings:
• φ(C₂H₂)/φ(C₂H₄) = 1.2,
• φ(CH₄)/φ(H₂) = 0.56,
• φ(C₂H₄)/φ(C₂H₆) = 6.6,
wat 'n kode van 102 gegee het. Dit het gelei tot die voorlopige gevolgtrekking dat 'n hoë-energie ontlading (d.w.s. bogen) binne die transformateur plaasgevind het.

Deur gebruik te maak van die ewewigskriteriummetode [4] en die gassamestelling in die gasrelenbediener, is teoretiese oliekoncentrasies bereken gebaseer op die verskillende oplosbaarhede van gase in olie. Die verhouding αᵢ van teoretiese tot gemete koncentrasies in olie is afgelei (sien Tabel 2). Gebaseer op terreinvaring, val onder normale omstandighede die αᵢ-waardes vir die meeste komponente binne die reeks van 0.5–2. Tog wys kenmerkgase tydens plotselinge foute tipies αᵢ-waardes wat betyds groter as 2 is. In hierdie geval het alle gaskomponente in die gasrelenbediener αᵢ-waardes baie groter as 2 getoon, wat 'n plotselinge interne fout aangedui het.

Elektriese toetsresultate het getoon dat die kontakweerstande van die belastingveranderingskontaktors, winding DC weerstande, en maksimum faseverskille almal binne aanvaarbare limiete was. Leekstrome tussen windings en na die grond, sowel as hul historiese vergelykings, het geen abnormaliteite getoon nie. Dielektriese verlies en isolasieweerstand parameters was ook normaal. Hierdie resultate het buitengewone vochtingang, groot isolasieveroudering, of wydverspreide isolasie-defekte uitsluit, wat bevestig het dat die hoof isolasiestelsel heel was.

Gebaseer op 'n omvattende analise van die bo-geomelde resultate, is daar gevolgtrek dat 'n plotselinge bogenfout binne die transformateur plaasgevind het. Die koncentrasies van CO en CO₂ in die olie het nie betekenisvol verhoog nie, en hoewel totale hidrokarboonvlakke styg, het dit nog nie limiete oorskry nie. Dit het aangedui dat groot-skaalse betrokkenheid van soliede isolasie onwaarskynlik was. Tog, as gevolg van die hoë αᵢ-waardes vir CO en totale hidrokarbone, was daar 'n vermoeden van 'n plotselinge ontladingfout wat lokale skade aan soliede isolasie behels het.

3 Interne Inspeksie en Korrektiewe Maatreëls
Om die oorsaak verdere te bepaal, is die transformateur leeggegoot en geïnspekteer. Die twee 35 kV-bushing en riser van Fase B is verwijder vir inspeksie, waaruit gebleek het dat die spanningsgelykmaak-aardingstreep op die spoel-einde-drukplaat deurbrand was. Na die optil van die tankdeksel, is dit gevind dat die isolerende ondersteuning van die boonste yoke-spoeldrukplaat as gevolg van langtermyn-meganiese spanning beskadig was, wat gelei het tot 'n tweepunt-aarding. Dit het 'n sirkulerende stroom geskep, wat gelei het tot bogen wat die aardingstreep deurbrand het. Die groot volume en hoë tempo van gasvorming het betekenisvolle interne druk veroorsaak, wat gekraak en ernstige olielekage in die twee 35 kV-bushing naby die ontladingspunt veroorsaak het. Die inspeksiebevindings was volledig in ooreenstemming met die gevolgtrekkings uit die chromatografiese analise.

Korrektiewe Maatreëls:
• Vervang die beskadigde isolerende ondersteuningskomponente;
• Voer ontgassing en filtrering van die isolerende olie uit;
• Keer die transformateur na normale bedryf terug nadat suksesvolle aanvaar-toetse uitgevoer is;
• Versterk bedryfsmonitering, en herbegin gereelde bestuur slegs nadat daardeur bevestig is dat geen verdere probleme is deur voortdurende opsporing en analise.

4 Gevolgtrekking
(1) Hierdie studie het suksesvol gaschromatografie gebruik om 'n interne bogenfout in Fase B van die No. 1 hooftransformateur by Hexin Substation te diagnoseer, wat waardevolle ervaring gelewer het vir die bedryf en foutdiagnose van groot magtransformateurs.

(2) Wanneer 'n transformatorgasrelenbediener werk, moet olie- en gasmonsters versamel word vir chromatografiese analise. Deur chromatografiese resultate, historiese data, die ewewigskriteriummetode, en isolasietoetse te kombineer, is dit moontlik om te bepaal of die fout interne is of gerelateerd aan hulpkomponente, en om die aard, plek, of spesifieke komponent betrokke te identifiseer. Dit stel tydelike instandhouding in staat en verseker toerustingsveiligheid.

(3) Isolerende olie-chromatografiese analise is een van die mees effektiewe maatreëls om die veilige bedryf van olie-gevulde elektriese toerusting te moniteer. Reguleer DGA stel vroeë opsporing en voortdurende monitering van interne foute en hul erns in. Om die veilige bedryf van groot transformateurs te verseker en bewus te bly van hul gesondheidsstatus, moet gaschromatografie volgens kragindustriestandaarde uitgevoer word, en die toetsfrekwensie moet indien nodig verhoog word.