Определение мест локального перегрева с помощью OPT100. CTM Salto Grande
Проблема:
Выделение газов на трансформаторе 50/50/100 МВА
Задача :
Изучить поведение трансформатора в различных условиях эксплуатации в течение 1 года и определить существует ли корреляция между уровнями газов и рабочими параметрами.
Рисунок 1. Установленный онлайн газоанализатор OPT100. Впускной и выпускной маслопроводы подсоединяются к нижним сливным клапанам.
Ключевые этапы
• Была установлена мультигазовая система мониторинга Vaisala OPT100 для измерения основных растворённых газов в режиме реального времени (рис. 1).
• АСМД была подключена к трансформатору под напряжением, так как условия эксплуатации гидроэлектростанции не допускали останова.
• Каждые 2-3 недели брались пробы для анализа лаборатории и сравнения (рис. 2).
Рисунок 2. Лабораторные результаты по растворённым газам
Рис. 3. Результат из OPT100 во время фазы дегазации по сравнению с лабораторным анализом проб.
• В октябре 2017 года трансформатор был дегазирован. Во время этого процесса OPT100 продолжал измерения. При этом лабораторные пробы отбирались каждые два часа. Сравнение двух групп результатов можно увидеть на рисунке 3.
• Результаты исследования показали четкую корреляцию между нагрузкой трансформатора и уровнем CO 2 в масле. (рис. 4 — 7)
Корреляция между нагрузкой трансформатора и концентрацией CO2
Рисунок 4. Уровень CO 2 в зависимости от нагрузки за испытательный период.
Рис. 5. Расчетная температура точки перегрева и концентрация CO 2 в масле за один месяц.
Тренды изменения основных растворённых газов
• Другие растворённые газы , за исключением C2 H6 , не показали какой-либо четкой корреляции с нагрузкой в течение испытательного периода (Рис. 6). Повышение уровня газа сразу после дегазации, скорее всего, связано с газами, которые были в частях масла, которые не были доступны для дегазации, например, масло, пропитавшее бумагу, и масло, застрявшее в узких пространствах. Когда эта масло диффундировало обратно в очищенное, уровень газа увеличился.
Рисунок 6. Другие аварийные газы и нагрузка за испытательный период.
Рис. 7. OPT100 измеряет показания метана с точностью ± 10% (серая область), построенные по лабораторным данным с погрешностью ± 15%.
• При оценке онлайн-мониторинга путем сравнения его с лабораторными эталонами необходимо помнить, что каждый метод анализа имеет свои собственные погрешности. Следовательно, чтобы сравнить лабораторию с онлайн-анализатором растворённых газов, более уместно сравнить тенденции, чем фактические измерения. Если тенденции схожи, а области с неопределенностями перекрываются, можно сделать вывод, что два разных метода в целом совпадают. Для простоты на рис.8 показан только метан.
Изменение концентрации влаги в трансформаторном масле
Концентрация влаги в трансформаторном масле меняется в зависимости от температуры, вызванной нагрузкой, температурой окружающей среды или и тем, и другим (Рис. 8).
Рис. 8. Влажность масла в миллионных долях и температура масла в верхней части в течение времени
Рис.9. Влажность масла в зависимости от температуры верхнего слоя масла.
Однако десорбция воды является более быстрым процессом, чем абсорбция, и, таким образом, существует четкий гистерезис (Рисунок 9). Это означает, что трансформатор с переменной нагрузкой никогда не находится в устойчивом состоянии. Данное явление затрудняет определение подходящего времени взятия пробы масла для анализа влаги в лаборатории.
При одной и той же температуре содержание влаги в масле может значительно варьироваться из-за эффекта гистерезиса, независимо от того, повышалась или понижалась температура трансформатора во время отбора проб.
Это ключевая причина, по которой онлайн-измерение влажности намного более эффективно для определения долгосрочных тенденций влажности масла/ бумаги.
