摘要:气相色谱法是检测变压器油中溶解气体含量最有效的方法。通过检测油中溶解气体含量,可以在不对变压器解体的情况下,掌握机车变压器系统的运行情况,及时发现变压器系统内部可能存在的潜伏性故障。但从取样到得出组分含量,变压器油气相色谱分析全过程涉及仪器较多,且操作环节复杂。为了实现分析顺利和数据准确,就需要正确处理分析过程中出现的各种问题。基于此,本文对变压器油色谱分析中的仪器异常及解决措施进行研究,以供参考。
关键词:变压器;油色谱分析;仪器异常
引言
在我国经济飞速发展的今天,人们的生活待遇逐步得到了完善,各种生活需求也随之增加,其中电力需求的增加是当今社会面临的首要难题,发也承载着巨大的供电压力。为了尽快解决这个难题,发需要尽快完善科学技术,优化发电技能,提高管理能力,满足人们的用电需求。发在正常作业过程中,仪器故障是常有之事,但高频率的故障事件会对正常供电产生不利影响。所以,在变压器油色谱发生错误时,操作人员需要尽快查找出问题,并进行解决,最大可能地保证变压器的及时运行,不影响发的正常供电。
1应用油色谱分析故障的原理
变压器中最重要的绝缘材料主要包括变压器油及油中存在的有机绝不能把缘材料。其中变压器油属于石油的一种馏化产物,包含一些饱和烷烃及芳香族不饱和烃等。而有机绝缘材料的组成成分主要是纤维素。变压器油和有机绝缘材料的稳定性差,在热和电的作用下会发生分解。其中烷烃的熔点最低,高温刺激下最容易被分解,在分解时,大分子烷烃分解成小分子的烷烃。在变压器发生高温故障的过程中,热源变压器油被分解产生大量的CH4和C2H4气体,这两种气体的总量高于总碳氢化合物的80%。在温度高于500℃时,C2H4和H2气体的含量会持续增加;在温度高于800℃时,开始产生C2H2气体,含量在C2H4含量的10%以内。在完成变压器油产生的多种气体的含量测定后,通过计算各种气体总量与每种特征气体的有效比例,就能够估算出变压器出现故障的原因以及变压器未来可能出现的故障类型。这就是利用变压器油色谱判断变压器故障类型的机理。
2变压器油色谱分析中常见问题和解决措施
2.1基线不稳
当没有组分进入检测器时的流出曲线称为基线。在操作条件(室温、电压、气流等)变化不大时,基线应该是一条平滑稳定的直线。在进样分析前,必须先走基线来判断仪器的运行稳定情况,以利于后面的分析操作。但在实际操作中,往往会因各种复杂的原因导致基线不稳,从而影响之后的分析操作。在实际工作中,曾出现过以下三种引起基线不稳的情况:
2.1.1管道漏气
气相色谱分析需要用到三种气体:氮气(载气)、氢气(燃气)、空气(助燃气)。这些气体在进入色谱柱前,需要通过气体净化器进行干燥和净化。由于仪器之间连接的气体管路和管道接口比较多,在管道接口处容易出现漏气。因此,在紧固接口螺丝前,要检查管道是否破损,并要及时修整变形或断裂的管道。如发现取氮气口橡胶垫漏气或者管道接口处橡胶垫老化,要及时更换。此外,要拧紧接口螺丝。检查管道漏气的方法有皂膜检漏法,其具体作法就是用干净棉球蘸上少量洗洁精水,涂在各个管路接口处。如果冒气泡则证明漏气。
2.1.2色谱柱被污染
色谱柱是待测气样中各组分进行分离的场所,也是整个色谱仪的核心。如果色谱柱长期使用,反复进样,一些杂质会吸附在色谱柱上,导致基线不稳。另外,由于进样时,针尖不可避免的会带油,色谱柱使用一段时间后,会出现分离效率下降,导致拖尾和基线漂移等现象。在微正压转移脱出气体时,尽量避免5mL注射器的针头部位吸入油液。进样前,先将进样注射器针头用滤纸擦净,避免沾有油污。色谱柱污染严重时,需对柱子进行处理或联系厂家更换。
2.1.3电路系统故障
色谱议是比较精密的仪器,色谱仪、数据采集器、电脑主机之间的信号连接线较多,电路的微小波动就会引起基线不稳。
例如,我们有一台从2014年就开始使用的色谱仪,至今没有出现过色谱仪主机内部的电线路故障,但是发生过几次外部电线路接触不良,对色谱峰干扰很大。
2.2取样过程
从充油的电气设备中取油样时,需使用干净且密封良好的玻璃注射器,变压器、互感器、套管等设备一般在设备底部的取样阀门取油样,所取样品应能代表油箱本体油;气体继电器只能从放气嘴采样。当变压器发生突发性严重故障等特殊情况时,应考虑在设备的不同取样部位取样。避免在设备循环不畅的死角处取样,取样前应排除取样管路中及取样阀门中的空气和“死油”,取样的全过程需要在全密封的状态下进行,并确保油样不与空气接触。对于电力变压器及电抗器,也可以在设备运行过程中取样,需要停运取样的,要在停电后尽快取样。对于一些可能产生负压的密封设备,不得在负压下取样,避免负压进气。在取气样前,为保证注射器润滑和密封,需要使用本设备本体油润滑注射器。为避免气体逸散,所需样品需要避光保存,运输过程中避免剧烈振荡和气压变化的影响,所取样品要尽快分析,油样保存不得超过四天。
2.3运行中的变压器油中乙炔超标
运行中的变压器油中乙炔超标原因可能为:一是有载调压开关室的油、气向变压器本体渗漏,分接开关飞弧,主要产生氢气、乙炔。二是内部过热故障,当油温超过800℃会产生少量乙炔;油温>1000℃则乙炔较多,但如此高温可能为高能放电等原因所致。三是电气故障,如绕组绝缘击穿、引线对地闪络,绕组短路、大面积铁芯短路等高能电弧放电以及引线、触头接触不良等火花放电,也会产生氢气和乙炔。当变压器油中出现乙炔时,要查阅检修记录、运行记录等记录和设备各参数曲线。通过各种记录来了解变压器是否发生过故障、是否存在引起过热或放电的缺陷、油温和声音是否出现过异常等。变压器出现乙炔后,应适当缩短检测周期进行色谱跟踪,通过多次的跟踪检测结果,利用产气速率、最大限值、三比值法中的一种或几种方法进行综合分析。应先从附属设备(套管接头温度、铁芯接地电流、油箱表面温度分布等)寻找故障点。若产气速率急剧上升且超过注意值,必须尽快进行停电处理,防止故障扩大。
2.4变压器的油色谱信息出现错误
在变压器的油色谱信息出现错误时,对潜油泵进行核查是首先要进行的工作。潜油泵出现故障也会导致变压器油色谱出现错误,所以在变压器出现油色谱错误后,要尽快排查潜油泵是否是引起油色谱错误的主要因素。在潜油泵的温度逐渐增加或者长时间高温刺激时,潜油泵周围油的性质就开始变化,时间久后就会出现油裂现象,明显降低变压器的工作效率。在对潜油泵的运行情况进行排查时,最常用的是超声波检测法。超声波检测法对潜油泵有一定的保护作用,可以准确找到潜油泵故障形成的因素和详细部位。这种检测法应用在油泵检查中可以显著提高变压器稳定运行的效率。变压器中潜油泵发生故障的因素往往在于变压器内部遗留的金属渣粒摩擦。对变压器进行检查维修时,若是排查出潜油泵问题,维修人员可以替换新的,然后进行监测。若是更换后潜油泵开始正常运行,并且持续稳定,则表示更换方案可行。若是更换后潜油泵依然无法正常工作,就说明故障问题不在此处,还要仔细核查潜油泵的其他部位。
结束语
油色谱技术作为变压器在线监测作为有效的检测手段之一,其在我国的电力系统中得到了广泛的应用,并以此来及时发现变压器中潜在的各种故障问题。其不仅可以有效的节省人力物力,从而为变电所的日常运营成本,还可以实现变压器的自动、实时监测诊断,从而及时的发现故障问题的根源所在,进而为相关检修人员提供有力的检修依据,减少检修时间,最终为变电所的持续稳定运行提供更好的支持,促进变电所的快速发展。
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