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更新日期:2012-07-21瀏覽:3016次
摘要:氣相色譜法已是一項(xiàng)較成熟的分析技術(shù),已經(jīng)被廣泛應(yīng)用于醫(yī)學(xué)、化工、軍事以及電力行業(yè)。在電力行業(yè)實(shí)際應(yīng)用過(guò)程中,為了更準(zhǔn)確的診斷變壓器的內(nèi)部故障,色譜分析應(yīng)根據(jù)設(shè)備歷史運(yùn)行狀況、特征氣體的含量等采用不同的分析模型確定設(shè)備運(yùn)行是否屬于正?;虼嬖跐摲怨收弦约肮收项?lèi)別。 1.氣相色譜法的原理 色譜法又叫層析法,它是一種物理分離技術(shù)。它的分離原理是使混合物中各組分在兩相間進(jìn)行分配,其中一相是不動(dòng)的,叫做固定相,另一相則是推動(dòng)混合物流過(guò)此固定相的流體,叫做流動(dòng)相。氣相色譜的分離原理是利用不同物質(zhì)在兩相間具有不同的分配系數(shù),當(dāng)兩相作相對(duì)運(yùn)動(dòng)時(shí),試樣的各組分就在兩相中經(jīng)反復(fù)多次地分配,使得原來(lái)分配系數(shù)只有微小差別的各組分產(chǎn)生很大的分離效果,從而將各組分分離開(kāi)來(lái)。然后再進(jìn)入檢測(cè)器對(duì)各組分進(jìn)行鑒定。這種借在兩相分配原理而使混合物中各組分獲得分離的技術(shù),稱為色譜分離技術(shù)或色譜法。 絕緣油是由H2、CO、CO2、烴類(lèi)等成分組成的混合物。當(dāng)變壓器內(nèi)部發(fā)生故障時(shí),分解氣體溶解于變壓器油中,當(dāng)故障嚴(yán)重時(shí),也可能聚集成游離氣體。不同的故障會(huì)產(chǎn)生不同的特征氣體,這些故障氣體的組成和含量與故障類(lèi)型及嚴(yán)重程度有密切關(guān)系。分析溶解于油中的氣體,就能盡早發(fā)現(xiàn)設(shè)備內(nèi)部存在的潛伏性故障,并可隨時(shí)監(jiān)視故障的發(fā)展?fàn)顩r。 2.變壓器故障診斷 電力變壓器的內(nèi)部故障主要有過(guò)熱性、放電性及絕緣受潮等類(lèi)型。 過(guò)熱性故障是由于設(shè)備的絕緣性能惡化、油等絕緣材料裂化分解。又分為裸金屬過(guò)熱和固體絕緣過(guò)熱兩類(lèi)。裸金屬過(guò)熱與固體絕緣過(guò)熱的區(qū)別是以CO和CO2的含量為準(zhǔn),前者含量較低,后者含量較高。 放電性故障是設(shè)備內(nèi)部產(chǎn)生電效應(yīng)(即放電)導(dǎo)致設(shè)備的絕緣性能惡化。又可按產(chǎn)生電效應(yīng)的強(qiáng)弱分為高能放電(電弧放電)、低能量放電(火花放電)和局部放電三種。其特征氣體為乙炔和氫氣,其次是甲烷和乙烯氣體。 變壓器絕緣受潮時(shí),其特征氣體H2含量較高,而其它氣體成分增加不明顯。 3. 色譜分析診斷的基本程序 首先看特征氣體的含量。應(yīng)先根據(jù)特征氣體含量作大致判斷,主要的對(duì)應(yīng)關(guān)系是:①若有乙炔,應(yīng)懷疑電弧或火花放電;②氫氣很大,應(yīng)懷疑有進(jìn)水受潮的可能;③總烴中烷烴和烯烴過(guò)量而炔烴很小或無(wú),則是過(guò)熱的特征。 計(jì)算產(chǎn)生速率,評(píng)估故障發(fā)展的快慢。 通過(guò)分析的氣體組分含量,進(jìn)行三比值計(jì)算,確定故障類(lèi)別。 核對(duì)設(shè)備的運(yùn)行歷史,并且通過(guò)其它試驗(yàn)進(jìn)行綜合判斷。 4. 油中主要?dú)怏w含量達(dá)到注意值時(shí)故障分析方法 在判斷設(shè)備內(nèi)有*時(shí),首先將氣體分析結(jié)果中的幾項(xiàng)主要指標(biāo),(H2,∑CH,C2H2)與色譜分析導(dǎo)則規(guī)定的注意值進(jìn)行比較。正常變壓器油中氣,烴類(lèi)氣體含量的注意值:氣體組分H2 CH4 C2H6 C2H4 C2H2總烴:含量(µl/L)150 60 40 70 5 150 當(dāng)任一項(xiàng)含量超過(guò)注意值時(shí)都應(yīng)引起注意。但是這些注意值不是劃分設(shè)備有*的*標(biāo)準(zhǔn),不能拿“標(biāo)準(zhǔn)”死套。設(shè)備因氣體含量較高超過(guò)注意值,也不能斷言判定有故障,因?yàn)榭赡懿皇潜倔w故障所致,而是外來(lái)干擾引起的基數(shù)較高,這時(shí)應(yīng)與歷史數(shù)據(jù)比較,如果沒(méi)有歷史數(shù)據(jù),則需要確定一個(gè)適當(dāng)?shù)臋z測(cè)周期進(jìn)行追蹤分析。又如氣體含量增長(zhǎng)迅速時(shí),雖低于注意值也應(yīng)追蹤分析。就是說(shuō):不要以為氣體含量一超過(guò)注意值就判斷為故障,甚至采取內(nèi)部檢查修理或限制負(fù)荷等措施,是不經(jīng)濟(jì)的,而zui終判斷有*,是把分析結(jié)果*值超過(guò)規(guī)定的注意值,(注意非故障性原因產(chǎn)生的故障氣體的影響,以免誤判),且產(chǎn)氣速率又超過(guò)10%的注意值時(shí),才判斷為存在故障。 注意值不是變壓器停運(yùn)的限制,根據(jù)具體情況進(jìn)行判斷,如果不是電路(包括絕緣)問(wèn)題,可以緩?fù)_\(yùn)檢查。 若油中含有氫和烴類(lèi)氣體,但不超過(guò)注意值,且氣體成份含量一直比較穩(wěn)定,沒(méi)有發(fā)展趨勢(shì),則認(rèn)為變壓器運(yùn)行正常。 注意油中CO、CO2 含量及比值。變壓器在運(yùn)行中固體絕緣老化會(huì)產(chǎn)生CO和CO2。同時(shí),油中CO和CO2的含量既同變壓器運(yùn)行年限有關(guān),也與設(shè)備結(jié)構(gòu)、運(yùn)行負(fù)荷和溫度等因素有關(guān),導(dǎo)則還不能規(guī)定統(tǒng)一的注意值。只是粗略的認(rèn)為,開(kāi)放式的變壓器中,CO的含量小于300µl/L,CO2/CO比值在7左右時(shí),屬于正常范圍;而密封變壓器中的CO2/CO比值一般低于7時(shí)也屬于正常值。 5.故障實(shí)例 大唐石泉水電廠#2變是110KV的,容量為63000KVA,該變壓器于2007年5月投入運(yùn)行,是新?lián)Q變壓器。投運(yùn)前各項(xiàng)指標(biāo)符合國(guó)標(biāo)要求,按要求投運(yùn)后3天、10天、30天取樣分析。運(yùn)行10天就發(fā)現(xiàn)發(fā)現(xiàn)總烴、CO 、CO2增長(zhǎng)迅速,再后來(lái)運(yùn)行54天直接接近注意值,其特征氣體甲烷、乙烯、乙烷為主,其次是氫氣,還有少量的乙炔。利用三比值法判斷:結(jié)論為高于700℃的過(guò)熱性故障,可能由于夾件松動(dòng)或接頭焊接不良等引起的,或是絕緣材料不合格受熱受潮引起。由于水電在夏天是發(fā)電的高峰期,負(fù)荷也大為保障設(shè)備安全經(jīng)濟(jì)運(yùn)行,采取降低負(fù)荷,每天取樣連續(xù)跟蹤監(jiān)測(cè)等措施。另外進(jìn)行高壓試驗(yàn)也未發(fā)現(xiàn)問(wèn)題。監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)如下: |
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