Хроматографи и тяхното използване в електроенергийната промишленост

Устройството за хроматографско разделяне и анализ на смеси от вещества се нарича хроматограф… Хроматографът се състои от: система за въвеждане на проба, хроматографска колона, детектор, регистрационна и термостатична система и устройства за приемане на отделените компоненти. Хроматографите са течни и газови, в зависимост от агрегатното състояние на подвижната фаза. Най -често се използва развиваща хроматография.

Хроматографът работи както следва. Носещият газ непрекъснато се подава от балона към хроматографската колона чрез регулатори на налягането и потока с променлива или постоянна скорост. Колоната се поставя в термостат и се напълва със сорбент. Температурата се поддържа постоянна и е в диапазона до 500 ° C.

Течни и газообразни проби се инжектират със спринцовка. Колоната разделя многокомпонентната смес на няколко бинарни смеси, които включват както носителя, така и един от анализираните компоненти. В зависимост от степента, в която компонентите на бинарните смеси са сорбирани, смесите влизат в детектора в определен ред. Въз основа на резултата от откриването се записва промяната в концентрацията на компонентите на изхода. Процесите, протичащи в детектора, се преобразуват в електрически сигнал, след което се записват под формата на хроматограма.

През последните десет години тя стана широко разпространена в електроенергийната промишленост. хроматографски анализ на трансформаторно масло, показващи добри резултати при диагностицирането на трансформатори, помагащи за идентифициране на газове, разтворени в маслото, и за определяне на наличието на дефекти в трансформатора.

Електрикът просто взема проба трансформаторно масло, го доставя в лабораторията, където служителят на химическата служба извършва хроматографски анализ, след което остава да направи правилните заключения от получените резултати и да реши дали да използва трансформатора по -нататък или ако се нуждае от ремонт или подмяна.

В зависимост от метода за отделяне на газове от трансформаторно масло, има няколко начина за вземане на проба. След това нека разгледаме два от най -популярните методи.

Ако отделянето на разтворени газове се извършва чрез вакуум, пробата се взема в запечатани стъклени спринцовки 5 или 10 ml. Спринцовката се проверява за плътност, както следва: издърпайте буталото до края, залепете края на иглата в тапата, натиснете буталото, довеждайки го до средата на спринцовката, след което потопете тапата с иглата, забита в нея , заедно със спринцовката с натиснато наполовина бутало, под вода. Ако няма въздушни мехурчета, спринцовката е стегната.

Трансформаторът има разклонителна тръба за вземане на проба от масло. Разклоняващата тръба се почиства, определено количество застояло в нея масло се източва, спринцовката и устройството за извличане на масло се измиват с масло, след което се взема проба. Операцията по вземане на проби се извършва в следната последователност. Тройник 5 с щепсел 7 е свързан към разклонителната тръба 1 с помощта на тръба 2, а тръба 3 е свързана с кран 4.

Клапанът на трансформатора се отваря, след това се отваря кран 4, през него се източват до 2 литра трансформаторно масло, след което се затварят. Иглата на спринцовката 6 се вкарва през тапата 7 на тройника 5 и спринцовката се пълни с масло. Отворете малко вентил 4, изстискайте масло от спринцовката — това е измиването на спринцовката, тази процедура се повтаря 2 пъти.След това вземете проба масло в спринцовка, извадете я от тапата и я залепете в подготвена тапа.

Затворете клапана на трансформатора, отстранете системата за извличане на масло. Спринцовката е маркирана, като се посочват датата, името на служителя, който е взел пробата, името на обекта, маркировката на трансформатора, мястото, където се взема маслото (резервоар, вход), след което спринцовката се поставя в специален контейнер, който се изпраща в лабораторията. Често маркирането се извършва в съкратена форма, а декодирането се записва в дневника.

Ако се планира частично отделяне на разтворените газове, пробата се взема в специален колектор за масло. Точността ще бъде по -висока, но ще се изисква и по -голям обем масло, до три литра. Буталото 1 първоначално потъва на дъното, балончето 2, оборудвано с температурен датчик 3, със затворен вентил 4, се завинтва в отвор 5, докато клапан 6 е затворен. Щепселът 8 затваря отвора 7 в долната част на масления картер. Пробата се взема от дюзата 9, затворена със запушалка, свързана с трансформаторния палет. Изцедете 2 литра масло.

Към разклонителната тръба е прикрепена тръба със съединителна гайка 10. Съединението с гайката е насочено нагоре, което позволява на маслото да се оттича малко по малко, не повече от 1 ml в секунда. Балончето 2 се оказва и пръчката 11 се притиска към буталото 1 през отвора 7, като го издига нагоре. Обръщайки масления колектор, гайката 10 се завинтва към отвор 5, докато маслото спре да тече.

Масленият сепаратор се пълни с трансформаторно масло със скорост половин литър в минута. Когато дръжката 12 на буталото 1 се появи в отвора 7, щепселът 8 се монтира на място, на отвора 7. Захранването с масло е прекъснато, маркучът не е откачен, колекторът на маслото е обърнат, фитингът 10 е изключен, гарантира се, че маслото достига до дюзата 5, балончето 2 се завинтва на място, клапан 4 трябва да бъде затворен. Масленият колектор се изпраща в лабораторията за хроматографски анализ.

Пробите се съхраняват до анализ за не повече от един ден. Лабораторният анализ позволява да се получат резултати, показващи отклонение на съдържанието на разтворени газове от нормата, във връзка с което електротехническата служба взема решение за бъдещата съдба на трансформатора.

Хроматографският анализ ви позволява да определите съдържанието в разтвореното масло: въглероден диоксид, водород, въглероден оксид, както и метан, етан, ацетилен и етилен, азот и кислород. Най -често се анализира наличието на етилен, ацетилен и въглероден диоксид. Колкото по -малко е количеството на анализираните газове, толкова по -малко се открива разнообразието от начални повреди.

В момента, благодарение на хроматографския анализ, е възможно да се идентифицират две групи повреди на трансформаторите:

• Дефекти на изолацията (разряди в хартиено-маслена изолация, прегряване на твърда изолация);

• Дефекти в части под напрежение (прегряване на метал, изпускане в масло).

Дефектите от първата група са придружени от отделянето на въглероден окис и въглероден диоксид. Концентрацията на въглероден диоксид служи като критерий за състоянието на трансформаторите с отворено дишане и азотна защита на трансформаторното масло. Определени са критични стойности на концентрация, които позволяват да се прецени за опасни дефекти от първата група; има специални таблици.

Дефектите от втората група се характеризират с образуването на ацетилен и етилен в маслото и водород и метан като съпътстващи газове.

Дефектите от първата група, свързани с увреждане на изолацията на намотките, представляват най -голяма опасност. Дори и с лек механичен ефект върху мястото на дефекта, вече може да се образува дъга. Такива трансформатори се нуждаят преди всичко от ремонт.

Но въглеродният диоксид може да се генерира и по други причини, които не са свързани с повреда на намотките, например причините могат да бъдат стареене на маслото или чести претоварвания и прегряване, свързани с повреда на охладителната система.Има случаи, при които въглеродният диоксид погрешно се подава в охладителната система вместо азот, така че е важно да се вземат предвид данните от химичния анализ и електрическите тестове, преди да се направят заключения. Можете да сравните данните за хроматографския анализ на подобен трансформатор, работещ при сходни условия.

По време на диагностиката мястото на изолацията ще бъде тъмнокафяво на цвят и ясно ще се откроява на общия фон на цялата изолация. Възможни следи от изпускане по изолацията под формата на разклонени издънки.

Дефектите на тоководещите връзки, разположени близо до твърда изолация, са най-опасни. Увеличаването на концентрацията на въглероден диоксид показва, че твърдата изолация е засегната, още повече при сравняване на аналитичните данни за подобен трансформатор. Измерете съпротивлението на намотките, установете неизправност. Трансформаторите с тези дефекти, както и с дефекти от първата група, трябва да бъдат ремонтирани преди всичко.

В случай, че ацетилен и етилен са превишени при нормална концентрация на въглероден диоксид, настъпва прегряване на магнитната верига или части от конструкцията. Такъв трансформатор се нуждае от основен ремонт в рамките на следващите шест месеца. Важно е да се вземат предвид и други причини, например свързани с неизправност на охладителната система.

По време на ремонтната дейност на трансформатори с идентифицирани повреди от втората група, те откриват твърди и вискозни продукти от разлагането на маслото на местата на повреда, имат черен цвят. Когато трансформаторът се възобнови след ремонт, бърз анализ, в рамките на първия месец след ремонта, най -вероятно ще покаже наличието на предварително открити газове, но тяхната концентрация ще бъде много по -ниска; концентрацията на въглероден диоксид няма да се увеличи. Ако концентрацията започне да се увеличава, дефектът остава.

Трансформаторите със защита от маслени филми и други трансформатори, за които анализът не потвърди предполагаемото увреждане на твърдата изолация, се подлагат на разширен хроматографски анализ на разтворени газове.

Повредата на твърдата изолация, придружена от чести разряди, е най -опасният вид повреда. Ако две или повече съотношения на концентрации на газ го показват, по -нататъшната работа на трансформатора е рискована и се допуска само с разрешението на производителя, а дефектът не трябва да засяга твърдата изолация.

Хроматографският анализ се повтаря на всеки две седмици и ако в рамките на три месеца съотношението на концентрациите на разтворените газове не се промени, значи твърдата изолация не се влияе.

Скоростта на промяна в концентрацията на газ също показва дефекти. При чести изхвърляния в масло, ацетиленът увеличава концентрацията си с 0,004-0,01% на месец или повече, и с 0,02-0,03% на месец-с чести зауствания в твърда изолация. При прегряване скоростта на увеличаване на концентрацията на ацетилен и метан намалява, в този случай е необходимо маслото да се дегазира и след това да се анализира веднъж на всеки половин месец.

Съгласно разпоредбите хроматографският анализ на трансформаторното масло трябва да се извършва на всеки шест месеца, а 750 kV трансформатори трябва да се анализират две седмици след пускане в експлоатация.

Изпитване на трансформаторно масло в лабораторията за химически хроматографски анализ

Ефективната диагностика на трансформаторно масло чрез хроматографски анализ позволява днес да се намали обемът на работата по скъпа поддръжка на трансформатори в много електроенергийни системи. Вече не е необходимо да изключвате мрежите за измерване на изолационните характеристики, достатъчно е само да вземете проба от трансформаторното масло.

И така, хроматографският анализ на трансформаторното масло днес е незаменим метод за наблюдение на дефектите на трансформатора в най -ранния етап от появата им, той ви позволява да определите очакваната природа на дефектите и степента на тяхното развитие.Състоянието на трансформатора се оценява чрез концентрациите на газове, разтворени в маслото и скоростта на тяхното нарастване, като ги сравнява с граничните стойности. За трансформатори с напрежение 100 kV и повече, такъв анализ трябва да се извършва най -малко веднъж на всеки шест месеца.

Именно хроматографските методи за анализ позволяват да се прецени степента на влошаване на изолаторите, прегряване на тоководещите части и наличието на електрически разряди в маслото. Въз основа на степента на очакваното разрушаване на изолацията на трансформатора, въз основа на данните, получени след поредица от анализи, е възможно да се прецени необходимостта от извеждане на трансформатора от експлоатация и пускането му за ремонт. Колкото по -рано се установят развиващите се дефекти, толкова по -малък е рискът от случайни повреди и толкова по -малък ще бъде обемът на ремонтните дейности.