איך כרומטוגרפיה גזית מאתרת ומẩnת תקלות בטרנספורמטורים של 500+ ק"ו [מקרה دراسي]

0 מבוא
ניתוח גזים מומסים בשמן מבודד הוא בדיקה חשובה עבור טרנספורטורים גדולים שטועמים בשמן. באמצעות כרומטוגרפיה של גזים ניתן לזהות בזריזות את ההזדקנות או השינויים בשמן המבודד הפנימי של ציוד חשמלי מלא בשמן, לזהות תקלות פוטנציאליות כגון חימום יתר אוcharges חשמליות בשלב מוקדם, ולהעריך במדויק את רמת החומרה, סוג ותנאי התפתחות התקלה. כרומטוגרפיה של גזים הפכה לשיטה חיונית להשגחת ציוד ולבטיחות והיציבות של הפעלתו, והיא הוכנסה לתקנים בינלאומיים ודומestiים רלוונטיים [1,2].

1 מקרה מחקרי
הטרנספורטור הראשי מספר 1 בתחנת ההצפנה הקסינ הוא דגם A0A/UTH-26700, עם קונפיגורציה של מתח 525/√3 / 230/√3 / 35 kV. הוא נבנה במאי 1988 והושק לתפעול ב-30 ביוני 1992. ב-20 בספטמבר 2006, מערכת ההצפנה הממוחשבת הצביעה על "הפעלת רליאנט גז קל בטרנספורטור הראשי מספר 1". בדיקה מאוחרת על ידי אנשי הפעלה גילתה פיצול ושפיכות שמן חמורה בקצות הטרמינלים של פאזה B בצד 35 kV, יחד עם נוכחות גז ברליאנט הגז, מה שהוביל לבקשה מיידית לעצור את הפעילות. לפני האירוע הזה, בדיקות חשמליות תקניות ובדיקות מעקב על שמן המבודד לא הראו חריגים.

2 ניתוח כרומטוגרפי וגאוזם תקלה
מדגמי שמן וגז נאספו מיד לאחר העצירה לבדיקת כרומטוגרפיה. תוצאות הבדיקה מוצגות בטבלאות 1 ו-2. התוצאות מצביעות על ריכוזים חריגים של גזים מומסים הן בשמן הטרנספורטור והן ברליאנט הגז. ניתוח כולל בוצע באמצעות נתונים כרומטוגרפיים והשיטה הקריטריון של שיווי משקל כדי להעריך את ריכוזי הגזים בדגמי שמן וגז.

טבלה 1 רישום כרומטוגרפי של שמן מבודד מפאזה B של הטרנספורטור הראשי מספר 1 בתחנת ההצפנה הקסינ (μL/L)

טבלה 2 רישום כרומטוגרפי של גז מרליאנט הגז של פאזה B של הטרנספורטור הראשי מספר 1 בתחנת ההצפנה הקסינ (μL/L)

לפי סטנדרטים איכותיים לשמן טרנספורטורים בשימוש, יש להתייחס כאשר כל אחד מהרכזים הבאים של גזים מומסים בשמן של טרנספורטורים ב-500 kV עולה מעל ערכים מוגדרים: הידוקרבונים סך הכל: 150 μL/L; H₂: 150 μL/L; C₂H₂: 1 μL/L. אצטילין (C₂H₂) נמצא בשמן הטרנספורטור בריכוז φ(C₂H₂) של 12.13 μL/L, מעל סף ההתייחסות פי יותר מ-12. על בסיס שיטת ניתוח עודף רכיבים [3], נקבע באופן מקדים כי קיימת תקלה פנימית בטרנספורטור.

ניתוח נוסף על בסיס גזי תכונה הצביע על תקלה של פליטת אנרגיה גבוהה, מכיוון ש-φ(C₂H₂) היא מדד מרכזי להבדיל בין חימום לפליטת חשמל. באמצעות שיטת היחסים המשולשת של IEC, היחסים שנמדדו היו:
• φ(C₂H₂)/φ(C₂H₄) = 1.2,
• φ(CH₄)/φ(H₂) = 0.56,
• φ(C₂H₄)/φ(C₂H₆) = 6.6,
מה שהוביל לקוד 102. זה הוביל למסקנה מקדימה כי התרחשה פליטת אנרגיה גבוהה (כלומר, קשת) בתוך הטרנספורטור.

בעזרת שיטת קריטריון השיווי המשקל [4] והרכב הגזים ברליאנט הגז, נמדדו ריכוזי שמן תיאורטיים על בסיס מסיסויות שונות של גזים בשמן. היחס αᵢ בין הריכוז התיאורטי לנמדד בשמן נגזר (ראה טבלה 2). על בסיס ניסיון שטחי, בתנאים נורמליים, ערכי αᵢ של רוב הרכיבים נמצאים בתחום 0.5–2. עם זאת, במהלך תקלות פתאומיות, גזי תכונה בדרך כלל מציגים ערכי αᵢ משמעותית גבוהים מ-2. במקרה זה, כל רכיבי הגז ברליאנט הגז הציגו ערכי αᵢ הרבה מעל 2, מה שמצביע על תקלה פנימית פתאומית.

תוצאות בדיקות חשמליות הראו שההתנגדויות מגע מתחלפות בעומס,נגדים ישרים של הסלילים וההבדלים המקסימליים בין פאזה לפאזה היו בתוך גבולות מקובלים. זרמים נדלפים בין הסלילים ולבין הקרקע, כמו גם השוואות היסטוריות, לא הראו חריגים. פרמטרים של אובדן דילקטרי והתנגדות מבודדת היו גם הם נורמליים. תוצאות אלו הדיחו חדירת לחות כוללת, הידרדרות מבודדת גדולה או תקלות מבודדות נרחבות, וืนנו כי מערכת המבודד הראשית הייתה שלמה.

על בסיס ניתוח כולל של התוצאות הנ"ל, נקבע כי התרחשה תקלה פתאומית של קשת בתוך הטרנספורטור. ריכוזי CO ו-CO₂ בשמן לא הראו עלייה משמעותית, ומרוב האידרוקרבונים עלה, אך עדיין לא עבר את הגבולות. זה מרמז כי מעורבות מבודד מוצק בקנה מידה גדול אינה סבירה. עם זאת, בשל ערכי αᵢ הגבוהים עבור CO ו-_האידרוקרבונים, היה חשד לתקלה של פליטת חשמל פתאומית הכוללת נזק מקומי למבודד מוצק.

3 בדיקה פנימית ופעולות תקופתית
כדי לקבוע את הגורם הבסיסי, הוסר השמן מהטרנספורטור ונערך בדיקה. הוסרו שני הטרמינלים של 35 kV והמשטח העולה של פאזה B לבדיקה, וגלוי שהרצף השווה מתח על לוח הלחץ של הסליל נשחק. עם הרמת כיסוי המכל, נמצא שמצע המבודד של לוח הלחץ העליון של הסליל העליון ניזוק עקב מתח מכני ממושך, מה שהוביל למחזור זרם בשני נקודות קרקע. זה יצר זרם מעגלי, מה שהוביל לפליטת חשמל שנשחקה דרך הרצף השווה מתח. הנפח הגדול והקצב גבוה של יצירה של גז יצר לחץ פנימי משמעותי, מה שהוביל לפיצול ושפיכה חמורה של שני הטרמינלים של 35 kV ליד נקודת הפליטה. תוצאות הבדיקה היו תואמות לחלוטין למסקנות שנ drown מניתוח הכרומטוגרפי.

פעולות תקופתית:
• החלפת מרכיבי המבודד הניזוקים;
• הוצאת גזים וסינון שמן המבודד;
• החזרת הטרנספורטור לפעילות תקינה לאחר בדיקת קבלה מוצלחת;
• האצת מעקב וניהול רגיל רק לאחר אישור שאין תקלות נוספות באמצעות מעקב וניתוח מתמשך.

4 מסקנה
(1) המחקר הזה הצליח ליישם כרומטוגרפיה של גזים לאבחון תקלה פנימית של קשת בפאזה B של הטרנספורטור הראשי מספר 1 בתחנת ההצפנה הקסינ, מה שמספק ניסיון יקר לפעילות ואבחון תקלות של טרנספורטורים גדולים.

(2) כאשר רליאנט הגז של טרנספורטור פועל, יש לאסוף דגמי שמן וגז לניתוח כרומטוגרפי. על ידי שילוב תוצאות הכרומטוגרפיה, נתוני היסטוריה, שיטת קריטריון השיווי המשקל ובדיקות מבודד, ניתן לקבוע אם התקלה פנימית או קשורה לרכיבים עזר, ולזהות את טבעה, מיקומה או רכיב ספציפי מעורב. זה מאפשר תחזוקה בזמן ומבטיח את הבטיחות של הציוד.

(3) ניתוח כרומטוגרפי של שמן מבודד הוא אחת מהצעדים היעילים ביותר למעקב אחר פעילות בטוחה של ציוד חשמלי מלא בשמן. DGA תקופתית מאפשרת איתור מוקדם ומעקב מתמשך אחר תקלות פנימיות ורמתן. כדי להבטיח את הפעילות הבטוחה של טרנספורטורים גדולים ולשמור על מודעות לגבי מצבם הבריאותי, יש לבצע כרומטוגרפיה של גזים בהתאם לתקנים של תעשיית החשמל, ולהגדיל את תדירות הבדיקות כאשר נדרש.