引言
相关研究表明,气相色谱分析法对电力变压器的安全运行有着一定的积极作用,电力变压器是否能安全运行,在一定程度上影响着电力系统的运行效率。
1相关概述
1.1气相色谱分析的气体及产气的原理
主要特征气体:一氧化碳(CO)、甲烷(CH4)、乙烯(C2H4)、乙烷(C2H6)、乙炔(C2H2)、二氧化碳(CO 2)、氢气(H2),通常我们在判断油样的质量时,总烃含量是十分重要的,总烃含量主要是有甲烷,乙烷,乙烯和乙炔构成。产气的原理主要是由变压器油在使用的过程中,所产生的气体和总烃含量,可以自主的在气相色谱中显现出来。为了研究产期的原理,科学家们从油的性质进行分析,所周知变压器所使用的绝缘油混合物大多都是由很多结构不同的碳氢分子构成,绝缘油混合物一般由CH3*、CH2*和CH*等分子组成,主要是由碳碳单键所进行连接,在机车的运行过程中,变压器所温度会急剧升高,同时与电流高电压进行反应使得碳氢键和碳碳单键断裂,从而生成游离的氢离子和自由基,并且会随机和其他集团进行组合,从而生成氢气和低分子烃类气体。如果变压器局部放电时,离子在经过化学反应之后碳氢键断裂,这时如果温度比较高时,碳碳单键断裂,随之迅速形成以C-C键C=C键和C≡C键为主要形式的合成烃类气体,他们在形成的过程当中,都需要大量的能量,有的还会伴随绝缘材料损耗时产生其他气体。
1.2变压器油色谱分析的原理和优点
一般来说,气相色谱分析技术顾名思义就是一种监测方法,主要是由气体传感器和测谱检测两种方法对现场进行监控,主要分为定性分离和定量监测两部分,第一部分是他会利用不同气体所对应的不同的色谱柱,具体会通过色谱柱时进行分离,会自主的判断是哪一种气体;第二部分就是根据不同类型的气体通过检测器,他可以确定气体的数量,从而实现定量检测。而我们的技术就可以根据这两步的检测结果分析出变压器油所处的状态,此来判断变压器内部设备使用的具体情况等等,便于我们进行下一步实验。经过大量实验表明变压器油气相色谱分析法有着很重要的优点,主要分为以下三个部分:①消耗时间短:在进行样品分析时,每一个成分进行分析只需要一分钟左右的时间,消耗时间非常短,而且随着成分越来越多,所分析了时间还会下降。②分离能力强。即使我们进行分析的混合物成分比较复杂,但是实际的物理化学性质相差并不大,我们也能进行很好的分离。③采样量少。我们在进行分析样品时只需要几毫升的采样量就可以完成采样。
2变压器常见故障及原因分析
2.1接头过热故障
在变压器所有组成构建中,载流接头是什么重要的,我们必须要保证接头稳固连接,如果接头的温度高,很容易造成烧坏接头,导致变压器的安全性能遭到破坏,从而影响正常施工,所以说安全员在进行巡检时,特别要注意接头的状态,并且要安排专门的人员进行测量,避免温度过高,从而发生安全事故。
2.2磁路部分故障
如果变压器的磁路发生故障,绝大部分是铁轭、铁芯或者夹件,一般有以下两种原因导致:一方面是硅钢片绝缘损坏,之后出现大涡流,热量也会急剧升高,导致铁损增加,从而导致变压器的温度升高;另一方面是变压器在运行的过程当中,由于接地点比较多,很容易引起铁芯发热从而引起跳闸。
2.3高压套管故障
变压器会与外部的高压电网进行连接,主要桥梁是高压套管,不仅拥有很好的绝缘性,还能够在一定程度上起到保护作用。但是在实际的应用当中,高压套管是长时间在自然环境当中,难免受到自然条件的影响,所以说还会出现一定的故障,一般主要分为以下三种原因:①套管常年被灰尘覆盖或者是有大量污渍②在安装时没有确定套管的密封性,很容易造成进水。③安装时产生漏洞,会因为各种原因提高套管的温度。
3气相色谱数据的综合判断
对于气相色谱的数据来说,一般情况下,我国经常采用三比值法,经过大量实验表明,三比值法是采用五种特征的气体相比从而产生的五个比值,之后再经过研究确定了比值的范围,以及五个比值对应的意义,在对其进行编码,帮助我们别不同类型的故障原因。而且这种方法已经列入国际电工委员会,并且得到广泛应用。
3.1气体产气速率的注意值
除了气体容量和种类能够分析变压器内部的故障,气体产生速率也能够作为变压器内部故障参考的另一项重要指标。一般来说,产气速率主要方为相对产气速率和绝对产期速率,相对产气速率只有一个参考基准,当基准本身的浓度比较小时,其误差是比较大的,所以说参考指标并不严谨,不经常使用。绝对产气速率我们用到的比较多,气体浓度接近设定的标准值或者超过标准值时,说明我们应该给与高度的重视以及制定相应的解决方法。
3.2乙炔含量分析及注意值
乙炔的含量对于变压器来说是十分重要的,也是我们在日常监控当中非常需要注意的,因为在变压器油正常的运行当中是不会出现乙炔的,乙炔只有在变压器内部出现放电时才会产生,如果当总烃内乙炔含量较小时,说明变压器内部正在产生故障,但如果乙炔的含量急剧上升时,说明变压器内部很容易发生了击穿事故,但是乙炔含量的多少对变压器内部故障的程度没有必然的关系,但是和气体产生的速度有着必然的联系,也就方便我们判断故障位置。
4气相色谱分析法的发展历程
第一阶段:离线气相色谱分析。不同的作业我们会根据实际情况选取相应的作业方式,一般来说我们会将气相色谱分析分为常规色谱仪和自动色谱仪两种。首先看常规色谱仪,他在工作时会根据工作人员在变电站采取的样品注入到气象色谱仪的进样口,之后再进行检测,检测完成之后输出结果,将结果和标准进行对比。而且此项技术非常先进,他可以自主的实现分析。但是油色谱自动化分析装置的功能与常规色谱分析法相仿。他只是在作业程序上是自动化的,也是因为经济限制了他的推广,所以应用前景还是达不到我们预期的效果。
第二阶段:在线气相色谱分析。他具备在线监测装置,他可以自助的实现油气分析,就是只能由气体分子通过高分子透气膜从而形成的油气分离单位,他在一定程度上简化了油中气体自动分析装置的结构,发挥他在线监测的作用。除此之外,他还具有气敏传感器,能够对分离的气体进行检测,贵重金属能够影响气敏传感器的判断,所以说,还存在一些弊端。所以说只能判定有无异常而不能诊断故障种类,也主要是在线监测装置功能有限。
结束语
综上所述,气相色谱法对变压器油有着很积极的作用,他能够合理地为我们检测出溶解油中的气体组成成分和含量,而且能够提高变压器的故障,还能实时跟踪变压器的各种故障。
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