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摘 要:绝缘油的色谱分析是判断变压器内部故障隐患的重要检测项目,本文简要的介绍了绝缘油色谱的取样、试验过程及分析方法。
关键词:组分含量;产期速率;三比值
变压器是电网的核心设备,他的安全运行是电网安全和稳定的基础,在面对人们对用电的安全性和稳定性越来越高的要求,变压器的安全运行也越来越重要,变压器的运行状态如何使我们必须了解的,了解变压器的运行状态除了对变压器的外观巡视及试验外还应了解变压器的内部状态,对于变压器敀内部如何检测,绝缘油的色谱分析是一种非常有效的手段。
变压器绝缘油的色谱分析并不是检测绝缘油本身的质量而是根据绝缘油中气体组分含量来判断变压器内部是否存在故障隐患的一项试验。
变压器绝缘油的色谱油样分析类似于我们的抽血化验
一、抽血:取(油)样
由于变压器绝缘油所检测的组分含量十分微小,所以每一个操作步骤都要认真仔细。现场变压器绝缘油取样要随用随取,不可取后长时间放置,以防止油样组分含量失真。取样应在良好的天气进行。取油样时油流应平缓,将取样容器瓶口对准取样阀门,调节二级阀门,缓慢向容器放入绝缘油,取油时应让去油容器稍微倾斜,让油随容器壁不至于产生气泡。取到足够的油样时,关闭取样阀用小胶头封闭注射器。在取样时应规范操作以避免其他杂质进入油样,如取样瓶受到污染,油样肯定会失真,其后的数据、分析、都会失真,以致我们可能做出错误判断。
二、试验
色谱试验操作步骤多容易产生误差
先说一下色谱试验的操作步骤及容易产生的误差。先通载气(氮气)再通氢气(注意氢气纯度)
通电开机;先设置柱温、检测器、辅助箱等温度保护。再设置柱温、检测器、辅助箱等温度流程,
检查仪器的开始状态:先检查色谱仪的氮气,氢气,空气气路气压是否正常,再看色谱仪的面板指示灯是否正常,色谱仪的色谱柱,检测器,辅助箱,转化炉的温度保护设置范围是否适当。运行温度了人转换时间是否设置正确。运行基线是否以运行稳定。测试软件是否正常,
建立色谱库:准备好标气,打开软件选的标气谱图,把标气打入色谱仪,完成标样色谱图,点击‘样品’选好建立标样库。
注油测试:油样脱气后,读取脱气量(脱气量影响试验结果,一定要读取准确)。点击确认,注入油样气,通过色谱图确认实验结果(为减小操作误差,标气和油气应在同一环境油同一人完成)
谱图分析通过油气组分测试对比标气组分标准值而变压器绝缘油的组分含量值,然后透过分析绝缘油的组分含量值来判断变压器内部是否存在故障隐患。
三、分析判断:
我们先说一下绝缘油色谱检测的组分H2/CO/CO2/CH4/C2H6/C2H4/C2H2
油中气体气体含量常用ppm来表示,也用10-6表示如:H2的含量的注意值可以用150ppm表示,也可用150×10-6来表示。规程规定运行中有油中溶解气体含量超过下列任何一项值时应加以关注。
总烃含量 150ppm
氢气 150ppm
乙炔 5ppm
當变压器有异常时,应缩短试验周期,进行追踪分析。
组分含量注意值
绝缘油的色谱分析我们首先要看组分含量注意值是否超标
当检测的主要氢气、总烃、乙炔等气体含量相互伴随升高,则极有可能变压器出现故障隐患。应停电做电气试验检修以判断变压器的状态是否能够安全运行。
如变压器油中单项组分超标,是指其单项超过规定的注意值。但是其他的组分含量较低,而且增长速度不明显。
变压器和套管中油的含量单项超标,绝大数原因是设备进水受潮所致。如果伴随着含量的超标,即是固体绝缘受潮后加速老化的结果。当色谱分析出现含量是单项超标时,应建议进行电气试验和微水分析
我们要了解组分气体与温度的关系,当每一个气体组分含量变化,都是变压器内部温度的反应。在变压器中主要的绝缘材料是绝缘油和绝缘纸、绝缘板等,在运行中逐渐老化。绝缘油分解产生的主要气体是氢和烃类气体,绝缘纸等固体材料分解的主要气体是CO和CO2.可将CO和CO2看做油纸绝缘系列中固体材料分解的特征气体。当变压器发生低温过热性故障时,温度并不高,一般绝缘油的分解并不剧烈,因此烃类气体的含量不高,但CO和CO2含量增长较大,所以可以用CO和CO2的产期速率和绝对值来分析变压器固体绝缘的老化状态,可发现一些变压器内部固体绝缘老化、低温过热故障。
如果通过测试证实了变压器进水,那么就要设法在现场除去或降低变压器油中含水量。由于固体绝缘材料含水量要比油中含水量大100多倍,他们之间的水分会相对平衡,因此,一般现场降低油中含水量所采用的真空滤油法不能长久的降低油中含水量,他对变压器中的整体水分影响较小,但是目前没有一种有效的去水法,为了确保设备安全运行和延长使用寿命,定时进行滤油是必要的,有条件的单位应对变压器内部的固体绝缘进行干燥处理。
例如,某主变压器2018年7月13日色谱分析发现含量单项超标,超过注意值2倍以上,判断为主变压器内部进水,经微水分析得以证实,7月30日进行滤油含水量降至,但是只运行了半个月,含水量又上升至45mg/L,是固体材料老化所致
C2H2的产生和放电性故障有关,应引起重视,但是其他的组分含量较低,而且增长速度较缓慢,很可能是变压器内有载调压开关油或是引线套管油渗入本体所造成的,这是因为C2H2含量注意值很低,总烃和H2的含量的注意值较高,只要有载调压开关油或者有故障的变压器套管的油渗入本体,C2H2的含量就会很快超标。
产气速率
判断变压器故障的发展趋势的主要依据是考察油中故障特征气体的产生速率。当变压器内部的故障处于早期发展阶段时,气体的产生比较缓慢,故障进一步发展时,产生气体的速度也随着增大。具体判断时注意一下几点:
产气速率计算方法及其可比性。由上述可知,计算产气速率有两种方法。对相对产气速率,由于它与第一次取样测得的油中某种气体含量成反比,所以若的值很小或为零时,则值较大或无法计算;另外,由于设备的油量不等,同样故障的产气量也会出现不同的值,因此不同设备的产气速率是不可比的。对绝对产气速率,由于它是以每小时产生气体的毫升数来表示,能直观的反映出故障能量与气体量的关系,故障能量越大,气体量越多,故不同的设备的绝对产气率是可比的。
追踪分析时间间隔。时间间隔应适中,太短不便于考察,太长,无法保证变压器正常运行,一般以间隔1-3个月为宜,而且必须采用同一方法进行气体分析。
产生速率判断法只适用于过热性故障。由上述可知,变压器故障有放电性故障和过热性故障两种。对放电性为主的变压器故障,一旦确诊,应立即停运检修,不能要求进行产气速率的考察。考察产气速率只能适用于过热性为主的变压器故障。
负荷保持稳定,考察产气速率期间,变压器不得停运,并且负荷应保持稳定。如果要考察产气速率与负荷的相互关系时,则可有计划的改变负荷进行考察。
三比值是指变压器内溶解气体中乙炔和乙烯、甲烷和氢气、乙烷和乙炔的比值。根据变压器内绝缘油在故障下裂变产生气体组分含量的相对浓度与温度的相互关系,从5种特征气体中选取两种溶解度和扩撒系数相近的气体组成三对比值,然以不同的编码表示。根据编码规则和故障类型判断类型判断方法作为诊断故障类型的依据。这种方法可得出对故障状态较可靠的诊断,这种方法消除了油的体积效应影响,是目前故障类型诊断的主要方法。
综合判断:色谱分析试验对了解变压器内部的运行状态是非常重要的,他能有效检测变压器内部放电和过热性故障隐患。结合其他的试验结果进行综合分析判断,准确的了解变压器的运行状态。以保证变压器的安全运行。
关键词:组分含量;产期速率;三比值
变压器是电网的核心设备,他的安全运行是电网安全和稳定的基础,在面对人们对用电的安全性和稳定性越来越高的要求,变压器的安全运行也越来越重要,变压器的运行状态如何使我们必须了解的,了解变压器的运行状态除了对变压器的外观巡视及试验外还应了解变压器的内部状态,对于变压器敀内部如何检测,绝缘油的色谱分析是一种非常有效的手段。
变压器绝缘油的色谱分析并不是检测绝缘油本身的质量而是根据绝缘油中气体组分含量来判断变压器内部是否存在故障隐患的一项试验。
变压器绝缘油的色谱油样分析类似于我们的抽血化验
一、抽血:取(油)样
由于变压器绝缘油所检测的组分含量十分微小,所以每一个操作步骤都要认真仔细。现场变压器绝缘油取样要随用随取,不可取后长时间放置,以防止油样组分含量失真。取样应在良好的天气进行。取油样时油流应平缓,将取样容器瓶口对准取样阀门,调节二级阀门,缓慢向容器放入绝缘油,取油时应让去油容器稍微倾斜,让油随容器壁不至于产生气泡。取到足够的油样时,关闭取样阀用小胶头封闭注射器。在取样时应规范操作以避免其他杂质进入油样,如取样瓶受到污染,油样肯定会失真,其后的数据、分析、都会失真,以致我们可能做出错误判断。
二、试验
色谱试验操作步骤多容易产生误差
先说一下色谱试验的操作步骤及容易产生的误差。先通载气(氮气)再通氢气(注意氢气纯度)
通电开机;先设置柱温、检测器、辅助箱等温度保护。再设置柱温、检测器、辅助箱等温度流程,
检查仪器的开始状态:先检查色谱仪的氮气,氢气,空气气路气压是否正常,再看色谱仪的面板指示灯是否正常,色谱仪的色谱柱,检测器,辅助箱,转化炉的温度保护设置范围是否适当。运行温度了人转换时间是否设置正确。运行基线是否以运行稳定。测试软件是否正常,
建立色谱库:准备好标气,打开软件选的标气谱图,把标气打入色谱仪,完成标样色谱图,点击‘样品’选好建立标样库。
注油测试:油样脱气后,读取脱气量(脱气量影响试验结果,一定要读取准确)。点击确认,注入油样气,通过色谱图确认实验结果(为减小操作误差,标气和油气应在同一环境油同一人完成)
谱图分析通过油气组分测试对比标气组分标准值而变压器绝缘油的组分含量值,然后透过分析绝缘油的组分含量值来判断变压器内部是否存在故障隐患。
三、分析判断:
我们先说一下绝缘油色谱检测的组分H2/CO/CO2/CH4/C2H6/C2H4/C2H2
油中气体气体含量常用ppm来表示,也用10-6表示如:H2的含量的注意值可以用150ppm表示,也可用150×10-6来表示。规程规定运行中有油中溶解气体含量超过下列任何一项值时应加以关注。
总烃含量 150ppm
氢气 150ppm
乙炔 5ppm
當变压器有异常时,应缩短试验周期,进行追踪分析。
组分含量注意值
绝缘油的色谱分析我们首先要看组分含量注意值是否超标
当检测的主要氢气、总烃、乙炔等气体含量相互伴随升高,则极有可能变压器出现故障隐患。应停电做电气试验检修以判断变压器的状态是否能够安全运行。
如变压器油中单项组分超标,是指其单项超过规定的注意值。但是其他的组分含量较低,而且增长速度不明显。
变压器和套管中油的含量单项超标,绝大数原因是设备进水受潮所致。如果伴随着含量的超标,即是固体绝缘受潮后加速老化的结果。当色谱分析出现含量是单项超标时,应建议进行电气试验和微水分析
我们要了解组分气体与温度的关系,当每一个气体组分含量变化,都是变压器内部温度的反应。在变压器中主要的绝缘材料是绝缘油和绝缘纸、绝缘板等,在运行中逐渐老化。绝缘油分解产生的主要气体是氢和烃类气体,绝缘纸等固体材料分解的主要气体是CO和CO2.可将CO和CO2看做油纸绝缘系列中固体材料分解的特征气体。当变压器发生低温过热性故障时,温度并不高,一般绝缘油的分解并不剧烈,因此烃类气体的含量不高,但CO和CO2含量增长较大,所以可以用CO和CO2的产期速率和绝对值来分析变压器固体绝缘的老化状态,可发现一些变压器内部固体绝缘老化、低温过热故障。
如果通过测试证实了变压器进水,那么就要设法在现场除去或降低变压器油中含水量。由于固体绝缘材料含水量要比油中含水量大100多倍,他们之间的水分会相对平衡,因此,一般现场降低油中含水量所采用的真空滤油法不能长久的降低油中含水量,他对变压器中的整体水分影响较小,但是目前没有一种有效的去水法,为了确保设备安全运行和延长使用寿命,定时进行滤油是必要的,有条件的单位应对变压器内部的固体绝缘进行干燥处理。
例如,某主变压器2018年7月13日色谱分析发现含量单项超标,超过注意值2倍以上,判断为主变压器内部进水,经微水分析得以证实,7月30日进行滤油含水量降至,但是只运行了半个月,含水量又上升至45mg/L,是固体材料老化所致
C2H2的产生和放电性故障有关,应引起重视,但是其他的组分含量较低,而且增长速度较缓慢,很可能是变压器内有载调压开关油或是引线套管油渗入本体所造成的,这是因为C2H2含量注意值很低,总烃和H2的含量的注意值较高,只要有载调压开关油或者有故障的变压器套管的油渗入本体,C2H2的含量就会很快超标。
产气速率
判断变压器故障的发展趋势的主要依据是考察油中故障特征气体的产生速率。当变压器内部的故障处于早期发展阶段时,气体的产生比较缓慢,故障进一步发展时,产生气体的速度也随着增大。具体判断时注意一下几点:
产气速率计算方法及其可比性。由上述可知,计算产气速率有两种方法。对相对产气速率,由于它与第一次取样测得的油中某种气体含量成反比,所以若的值很小或为零时,则值较大或无法计算;另外,由于设备的油量不等,同样故障的产气量也会出现不同的值,因此不同设备的产气速率是不可比的。对绝对产气速率,由于它是以每小时产生气体的毫升数来表示,能直观的反映出故障能量与气体量的关系,故障能量越大,气体量越多,故不同的设备的绝对产气率是可比的。
追踪分析时间间隔。时间间隔应适中,太短不便于考察,太长,无法保证变压器正常运行,一般以间隔1-3个月为宜,而且必须采用同一方法进行气体分析。
产生速率判断法只适用于过热性故障。由上述可知,变压器故障有放电性故障和过热性故障两种。对放电性为主的变压器故障,一旦确诊,应立即停运检修,不能要求进行产气速率的考察。考察产气速率只能适用于过热性为主的变压器故障。
负荷保持稳定,考察产气速率期间,变压器不得停运,并且负荷应保持稳定。如果要考察产气速率与负荷的相互关系时,则可有计划的改变负荷进行考察。
三比值是指变压器内溶解气体中乙炔和乙烯、甲烷和氢气、乙烷和乙炔的比值。根据变压器内绝缘油在故障下裂变产生气体组分含量的相对浓度与温度的相互关系,从5种特征气体中选取两种溶解度和扩撒系数相近的气体组成三对比值,然以不同的编码表示。根据编码规则和故障类型判断类型判断方法作为诊断故障类型的依据。这种方法可得出对故障状态较可靠的诊断,这种方法消除了油的体积效应影响,是目前故障类型诊断的主要方法。
综合判断:色谱分析试验对了解变压器内部的运行状态是非常重要的,他能有效检测变压器内部放电和过热性故障隐患。结合其他的试验结果进行综合分析判断,准确的了解变压器的运行状态。以保证变压器的安全运行。