Kromatografer og deres bruk i kraftindustrien

Anordningen for kromatografisk separering og analyse av stoffblandinger kalles en kromatograf... Kromatografen består av: et prøveinnføringssystem, en kromatografisk kolonne, en detektor, et registrerings- og termostatsystem, og apparater for mottak av de separerte komponentene. Kromatografer er væske og gass, avhengig av den samlede tilstanden til den mobile fasen. Utviklingskromatografi brukes oftest.

Kromatografen fungerer som følger. Bærergassen mates kontinuerlig fra ballongen til den kromatografiske kolonnen gjennom trykk- og strømningsregulatorer med variabel eller konstant hastighet. Kolonnen plasseres i en termostat og fylles med sorbent. Temperaturen holdes konstant og ligger i området opp til 500 °C.

Flytende og gassformige prøver injiseres med en sprøyte. Kolonnen separerer multikomponentblandingen i flere binære blandinger som inkluderer både bæreren og en av de analyserte komponentene. Avhengig av i hvilken grad komponentene i de binære blandingene sorberes, kommer blandingene inn i detektoren i en viss rekkefølge.Basert på deteksjonsresultatet registreres endringen i konsentrasjonen av utgangskomponentene. Prosessene som skjer i detektoren konverteres til et elektrisk signal, og registreres deretter i form av et kromatogram.

De siste ti årene har det blitt utbredt i kraftbransjen. kromatografisk analyse av transformatorolje, som viser gode resultater i diagnostisering av transformatorer, hjelper til med å identifisere gasser oppløst i oljen og å bestemme tilstedeværelsen av defekter i transformatoren.

Elektrikeren tar bare en prøve transformatorolje, leverer den til laboratoriet, hvor den ansatte i den kjemiske tjenesten utfører en kromatografisk analyse, hvoretter det gjenstår å trekke de riktige konklusjonene fra de oppnådde resultatene og bestemme om transformatoren skal brukes videre eller om den trenger reparasjon eller utskifting.

Avhengig av metoden for avgassing av transformatorolje, er det flere måter å ta en prøve på. La oss deretter se på to av de mest populære metodene.

Dersom avgassing utføres ved vakuum, tas prøven i forseglede 5 eller 10 ml glasssprøyter. Sprøyten kontrolleres for tetthet som følger: trekk stempelet til enden, stikk enden av nålen inn i proppen, skyv stempelet, før det til midten av sprøyten, dypp deretter ned proppen med nålen fast i den, sammen med sprøyten med stempelet halvt nedtrykket, under vann. Hvis det ikke er luftbobler, er sprøyten tett.

Transformatoren har et stikkrør for oljeprøvetaking.Grenrøret rengjøres, en viss mengde stillestående olje i det tappes, sprøyten og oljeutvinningsanordningen vaskes med olje, og deretter tas en prøve. Samplingsoperasjonen utføres i følgende sekvens. En tee 5 med en plugg 7 er koblet til grenrøret 1 ved hjelp av røret 2, og røret 3 er koblet til en kran 4.

Transformatorventilen åpnes, deretter åpnes kran 4, opp til 2 liter transformatorolje tappes gjennom den, og stenges deretter. Nålen til sprøyten 6 settes inn gjennom pluggen 7 på tee 5 og sprøyten fylles med olje. Åpne litt ventil 4, klem ut olje fra sprøyten — dette er å vaske sprøyten, denne prosedyren gjentas 2 ganger. Ta deretter en prøve av olje i en sprøyte, fjern den fra pluggen og stikk den i en forberedt plugg.

Steng transformatorventilen, fjern oljeutvinningssystemet. Sprøyten er merket som angir datoen, navnet på den ansatte som tok prøven, navnet på stedet, merkingen av transformatoren, stedet hvor oljen tas (reservoar, innløp), hvoretter sprøyten settes i en spesiell beholder, som sendes i laboratoriet. Ofte gjøres merkingen i forkortet form, og avkodingen registreres i loggen.

Hvis det planlegges delvis separering av de oppløste gassene, tas prøven i en spesiell oljeoppsamler. Nøyaktigheten vil være høyere, men et større volum olje vil være nødvendig, opptil tre liter. Stempelet 1 synker innledningsvis til bunnen, boblen 2, utstyrt med en temperaturføler 3, med ventil 4 lukket, skrus inn i hull 5, mens ventil 6 er lukket. Pluggen 8 lukker hullet 7 i den nedre delen av oljesumpen.Prøven tas fra dysen 9, lukket med en propp koblet til transformatorpallen. Tøm 2 liter olje.

Til grenrøret er festet et rør med unionsmutter 10. Unionen med mutteren er rettet oppover, noe som gjør at oljen kan renne ut litt etter litt, ikke mer enn 1 ml per sekund. Boblen 2 vender ut og stangen 11 presses mot stempelet 1 gjennom åpningen 7, og løfter den opp. Ved å dreie oljeoppsamleren skrus mutteren 10 fast i hullet 5 til oljen slutter å strømme.

Oljeutskilleren fylles med transformatorolje med en hastighet på en halv liter per minutt. Når håndtaket 12 på stempelet 1 kommer til syne i hullet 7, er pluggen 8 montert på plass, ved hullet 7. Oljetilførselen kuttes, slangen er ikke koblet fra, oljeoppsamleren snus, beslaget 10 er frakoblet, sikres det at oljen når munnstykke 5, boble 2 skrus på plass, ventil 4 må lukkes. Oljeoppsamleren sendes til laboratoriet for kromatografisk analyse.

Prøver oppbevares til analyse i ikke mer enn én dag. Laboratorieanalyse gjør det mulig å oppnå resultater som viser et avvik i innholdet av oppløste gasser fra normen, i forbindelse med hvilken den elektrotekniske tjenesten bestemmer transformatorens fremtidige skjebne.

Kromatografisk analyse lar deg bestemme innholdet i den oppløste oljen: karbondioksid, hydrogen, karbonmonoksid, samt metan, etan, acetylen og etylen, nitrogen og oksygen. Tilstedeværelsen av etylen, acetylen og karbondioksid blir oftest analysert. Jo mindre mengden analyserte gasser er, desto mindre blir variasjonen av begynnende feil oppdaget.

For tiden, takket være kromatografisk analyse, er det mulig å identifisere to grupper av transformatorfeil:

• Isolasjonsfeil (utslipp i papir-olje-isolasjon, overoppheting av solid isolasjon);

• Defekter i spenningsførende deler (overoppheting av metall, lekkasje til olje).

Defekter i den første gruppen er ledsaget av frigjøring av karbonmonoksid og karbondioksid. Konsentrasjonen av karbondioksid fungerer som et kriterium for tilstanden til transformatorer med åpen ånding og nitrogenbeskyttelse av transformatorolje. Kritiske konsentrasjonsverdier er bestemt, som gjør det mulig å vurdere for farlige defekter i den første gruppen; det er spesielle bord.

Defekter i den andre gruppen er karakterisert ved dannelsen av acetylen og etylen i oljen og hydrogen og metan som medfølgende gasser.

Defekter i den første gruppen, forbundet med skade på isolasjonen av viklingene, representerer den største faren. Selv med en liten mekanisk effekt på defektstedet, kan det allerede dannes en bue. Slike transformatorer trenger først og fremst reparasjon.

Men karbondioksid kan genereres av andre årsaker som ikke er relatert til svikt i spolene, for eksempel kan årsakene være aldring av oljen eller hyppige overbelastninger og overoppheting forbundet med svikt i kjølesystemet. Det er tilfeller når karbon Dioksid føres feilaktig inn i kjølesystemet i stedet for nitrogen, så det er viktig å vurdere kjemisk analyse og elektriske testdata før du trekker noen konklusjoner. Du kan sammenligne de kromatografiske analysedataene til en lignende transformator som opererer under lignende forhold.

Under diagnostikk vil plasseringen av isolasjonen være mørkebrun i fargen og vil tydelig skille seg ut mot den generelle bakgrunnen til hele isolasjonen. Mulige spor av lekkasje på isolasjonen i form av forgrenede skudd.

Feil i spenningsførende koblinger plassert nær solid isolasjon er de farligste. En økning i konsentrasjonen av karbondioksid viser at den faste isolasjonen påvirkes, enda mer når man sammenligner analytiske data for en lignende transformator. Mål motstanden til viklingene, finn feilen. Transformatorer med disse defektene, så vel som med defekter i den første gruppen, må repareres først og fremst.

I tilfelle acetylen og etylen overskrides ved en normal konsentrasjon av karbondioksid, oppstår overoppheting av magnetkretsen eller deler av strukturen. En slik transformator trenger en overhaling i løpet av de neste seks månedene. Det er viktig å vurdere andre årsaker, for eksempel relatert til en funksjonsfeil i kjølesystemet.

Under reparasjonsarbeidet til transformatorer med identifisert skade fra den andre gruppen, finner de faste og viskøse produkter av oljenedbrytning på skadestedene, de har en svart farge. Når transformatoren startes på nytt etter reparasjon, vil en rask analyse, innen den første måneden etter reparasjonen, mest sannsynlig vise tilstedeværelsen av tidligere oppdagede gasser, men deres konsentrasjon vil være mye lavere; karbondioksidkonsentrasjonen vil ikke øke. Hvis konsentrasjonen begynner å øke, forblir defekten.

Transformatorer med oljefilmbeskyttelse og andre transformatorer hvor analysen ikke bekrefter den antatte skaden på den faste isolasjonen skal underkastes avansert kromatografisk oppløst gass.

Skader på solid isolasjon ledsaget av hyppige utslipp er den farligste skadetypen. Hvis to eller flere gasskonsentrasjonsforhold indikerer det, er videre drift av transformatoren risikabelt og er kun tillatt med produsentens tillatelse, og defekten må ikke påvirke den solide isolasjonen.

Den kromatografiske analysen gjentas annenhver uke, og hvis forholdet mellom konsentrasjoner av oppløst gass ikke endres innen tre måneder, påvirkes ikke den stive isolasjonen.

Hastigheten for endring i gasskonsentrasjon indikerer også defekter. Ved hyppige utslipp til olje øker acetylen konsentrasjonen med 0,004-0,01 % per måned eller mer, og med 0,02-0,03 % per måned – med hyppige utslipp til solid isolasjon. Ved overoppheting avtar økningen i konsentrasjonen av acetylen og metan, i dette tilfellet er det nødvendig å avgasse oljen og deretter analysere den en gang hver sjette måned.

I følge forskriften skal det gjennomføres kromatografisk analyse av transformatorolje hvert halvår, og 750 kV transformatorer skal analyseres to uker etter idriftsettelse.

Laboratorietesting av transformatorolje for kjemisk kromatografisk analyse

Effektiv diagnose av transformatorolje ved kromatografisk analyse gjør det i dag mulig å redusere arbeidsvolumet på kostbart vedlikehold av transformatorer i mange kraftsystemer.Det er ikke lenger nødvendig å koble fra nettverkene for å måle isolasjonsegenskapene, det er nok bare å ta en prøve av transformatoroljen.

Så den kromatografiske analysen av transformatorolje i dag er en uunnværlig metode for å overvåke transformatordefekter på det tidligste stadiet av deres utseende, det lar deg bestemme den forventede arten av defektene og graden av deres utvikling. Tilstanden til transformatoren vurderes ved konsentrasjonen av gasser oppløst i oljen og hastigheten på deres økning, sammenligne dem med grenseverdiene. For transformatorer med en spenning på 100 kV og over må en slik analyse utføres minst en gang hvert halvår.

Det er de kromatografiske analysemetodene som gjør det mulig å vurdere graden av forringelse av isolatorene, overoppheting av de strømførende delene og tilstedeværelsen av elektriske utladninger i oljen. Basert på omfanget av forventet havari av transformatorisolasjonen, basert på data innhentet etter en rekke analyser, er det mulig å vurdere behovet for å ta transformatoren ut av drift og sette den inn for reparasjon. Jo tidligere de utviklende defektene blir identifisert, desto mindre er risikoen for utilsiktet skade og desto mindre reparasjonsarbeid vil bli.