Газ хроматографиясы қалай 500+ кВ трансформаторлардың дефекттерін анықтайды және диагностика жасайды [Кейс-студия]

0 Кіріспе
Изоляциялық майдағы ажыратылған газ талдауы (DGA) - бұл үлкен май-аударып отырған энергия трансформаторлары үшін маңызды тест. Газ хроматографиясының көмегімен, майдалы электр жабдықтарының ішкі изоляциялық майдасының қартылуы немесе өзгерістерін уақытша анықтау, және ыстықтыру немесе электр жарылуы сызықты зерттеулердің алғашқы стадиясында анықтау, және қателіктің еңделігін, түрін және өсу тенденциясын так бағалауға болады. Газ хроматографиясы жабдықтардың қауіпсіз және стабилді қызмет етуін бақылау және қамтамасыз ету үшін маңызды ықтималдық болып табылады, ол сонымен қатар әлеуметтік және жергілікті стандарттарға енгізілген [1,2].

1 Дереккөз
Хэсин подстанциясының бірінші негізгі трансформаторы A0A/UTH-26700 модельі, 525/√3 / 230/√3 / 35 кВ деңгейде. Ол 1988 жылдың маусымында жасалған және 1992 жылдың 30 маусымында ишке қосылған. 2006 жылдың 20 қыркүйегінде компьютерлік бақылау жүйесі "Бірінші негізгі трансформаторда жарық газ реле қозғалысы" деп көрсетті. Содан кейін операторлардың тексеруінен кейін, 35 кВ жағындағы В фазасының бастапқы және аяқ клеммаларында трещина және қатынасыз май сүріп шығуы, сондай-ақ газ реледе газ барыбы туралы анықталды, ол қолданыста тутындыруға дейінгі сұрау қойылды. Бұл оқиғадан бұрын, рутиндік электр қызметтері мен изоляциялық май бақылау қызметтерінің нормалы емес болғаны анықталған.

Талдау күні

H₂

CH₄

C₂H₆

C₂H₄

C₂H₂

CO

CO₂

C₁+C₂

06-09-20

21.88

12.27

1.58

10.48

12.13

33.42

655.12

36.46

Таблица 2 Хроматограмма газа из газового реле фазы В первого основного трансформатора на подстанции Хэсин (мкЛ/Л)

«Эксплуатациялық трансформатордың майынындағы күмістік газ концентрациялары» сапа стандартына қарай, 500 кВ трансформаторлардың майындағы мына күмістік газдардың концентрациясы белгіленген шекараларды асырып өтуіне қауіп болады: барлық гидрокарбондар: 150 μL/L; H₂: 150 μL/L; C₂H₂: 1 μL/L. Трансформатор майында акетилен (C₂H₂) φ(C₂H₂) = 12.13 μL/L концентрациясы анықталған, ол ескерту шекарасын он екі эсе астықтаған. Компоненттердің шектен асыру анализ әдісі [3] бойынша, трансформатордың ішкі жұқтыруы бар екендігі алғашқы рет анықталды.

Ойынды газдардың негізгі белгілеріне негізделген тереңдетілген талдау, жоғары энергиялық жұқтыру жұқтыруды көрсетті, себебі φ(C₂H₂) - ысыту мен электр жұқтыру арасын ажырату үшін маңызды индикатор. IEC үш қатынас әдісін пайдаланып, есептелген қатынастар:
• φ(C₂H₂)/φ(C₂H₄) = 1.2,
• φ(CH₄)/φ(H₂) = 0.56,
• φ(C₂H₄)/φ(C₂H₆) = 6.6,
код 102 болды. Бұл трансформатордың ішінде жоғары энергиялық жұқтыру (яғни, дуга) болғанын алғашқы рет анықтады.

Теориялық май концентрацияларын есептеу үшін теңсіздік критерий әдісін [4] және газ релеасындағы газ композициясын қолданып, майдағы газдардың әртүрлі қосылатындығына негізделген. Теориялық және өлшенген майдағы концентрациялардың қатынасы αᵢ анықталды (Кесте 2-ге қараңыз). Жобалаушы тәжірибелеріне сәйкес, нормаль шарттарда, көптеген компоненттердің αᵢ мәндері 0.5–2 диапазонында жатады. Бірақ, тез жұқтыруларда, белгілі газдардың αᵢ мәндері 2-ден өте артық болады. Бұл жағдайда, газ релеасындағы барлық газ компоненттері αᵢ мәндері 2-ден өте артық болды, бұл тез ішкі жұқтыруды көрсетеді.

Электр техникалық өлшеулер нәтижелері бойынша, жүктемен өзгерту заттарының контакттық қарым-қатынастары, виткалардың DC қарым-қатынастары және максималды фазалық айырмалары бары қабылданатын шекаралардың ішінде болды. Виткалар арасында және жерге дейінгі жұмысшық токтары, олардың тарихый салыстыруларында қате табылган жоқ. Диэлектр таяу және изоляция қаттылығы параметрлері де нормада болды. Бұл нәтижелер жалпы ысытылуды, негізгі изоляцияның өсуін немесе кең таралған изоляция қателерін шешімге қойды, негізгі изоляция жүйесінің толығымен сақ болғанын дәлелдеді.

Жоғарыда айтылғандардың жалпы талдауына негізделген, трансформатордың ішінде тез дуга жұқтыруы болғаны анықталды. Майдағы CO және CO₂ концентрациялары өте өсуі көрсетілмеді, бірақ барлық гидрокарбондардың деңгейі өсуі басталды, бірақ олар шекараларды өте артықтай өткен жоқ. Бұл өте көп твердік изоляцияның қаталығын көрсетпеді. Бірақ, CO және барлық гидрокарбондардың αᵢ мәндері жоғары болғандықтан, твердік изоляцияның локалды қаталығымен байланысты тез жұқтыру жұқтыруының қызығушылығы болды.

3 Ішкі тексеру және қызметтер
Негізгі себепті анықтау үшін, трансформатордың майынды құю және тексеру керек болды. Фаза B-дегі екі 35 кВ тұтынулық және жоғарылау құбырлары алынды, тексеру нәтижесінде катушка ұстау платының напряжение теңсіздігін жою жолының ығысуы анықталды. Резервуардың тегін ауыстыру арқылы, жоғарылау құбырларының ұстау платының изоляциялық қолдауы узун мерзімді механикалық күштен қанағаттанып, екі нүктеде жерге қосылғаны анықталды. Бұл циркуляциялық токқа әкелді, ол ығысқа әкелді, сонымен қатар, ығыс жолындағы үлкен газ мөлшері және жылдам өсуі, ішкі басын өткізіп, ығыс нүктесінің жақындағы екі 35 кВ тұтынулық құбырларында қатарлы қатарлар және өте ысытуын әкелді. Тексеру нәтижелері хроматографиялық талдау нәтижелерімен толығымен сәйкес келді.

Қызметтер:
• Қаталған изоляциялық қолдау компоненттерін ауыстыру;
• Изоляциялық майды дегазациялау және фильтрациялау;
• Сәтті қабылдау өлшеулерін орындау арқылы трансформаторды нормалды режимге қайта қою;
• Жұмыс істеу ұстасын жоғарылату, және үнемі бақылау және талдау арқылы қателерің болмағанын дәлелдеу арқылы ұзақ мерзімді қызметтерді қайта қою.

4 Аяқталу
(1) Бұл зерттеу, Хексин подстанциясының №1 негізгі трансформаторының Фаза B-дегі ішкі дуга жұқтыруын хроматографиялық әдіс арқылы диагностикалауға сәтті қолданылды, бұл үлкен электр станцияларының жұмысы және жұқтыру диагностикасы үшін маңызды тәжірибе берді.

(2) Егер трансформатордың газ релеасы жұмыс істеуімен қатар, май және газ үлгілерін хроматографиялық талдау үшін жинау керек. Хроматографиялық нәтижелер, тарихый деректер, теңсіздік критерий әдісі және изоляция тесттерін комбинирулеу арқылы, жұқтыруның ішкі болуы немесе көмекші компоненттермен байланысты болуы, оның қасиеті, орны немесе конкретті компоненті анықталады. Бұл уақытша қызметтерді жүргізу үшін және құрылғылардың қауіпсіздігін қамтамасыз ету үшін мүмкіндік береді.

(3) Изоляциялық май хроматографиялық талдауы, маймен толтырылған электр құрылғыларының қауіпсіздігін бақылау үшін ең эффективті шаралардың бірі. Регулярлы DGA арқылы, ішкі жұқтыруларды және олардың қатарлылығын ауызша анықтау және үнемі бақылау мүмкін. Үлкен трансформаторлардың қауіпсіздігін қамтамасыз ету үшін және олардың денсаулық қауіпсіздігін ұзақ уақыт бойы сақтау үшін, газ хроматографиясы энергетикалық индустриялық стандарттарына қарай орындалуы керек, және қажет болғанда тесттердің саннын арттыру керек.