变压器油色谱分析
变压器油色谱分析及故障判断
变压器油色谱分析及故障判断
变压器油色谱分析是一种常用的变压器故障判断方法，它通过分析变压器油中的有机和无机成分，来判断变压器的运行状况和可能存在的故障。
变压器油色谱分析主要是通过将变压器油样品进行化学分离和定性分析，以及对分离得到的有机化合物进行定量分析，来得到变压器油中存在的有机和无机成分的含量和相对变化情况。
在变压器油中，常见的有机成分主要包括酚类化合物、醛类化合物、酮类化合物、苯类化合物等。
这些有机成分的存在可以表明变压器可能存在绝缘材料老化、绝缘层击穿、过热等故障情况。
而无机成分主要包括金属元素和硫元素等。
金属元素的含量可以反映变压器内部的绝缘层、线圈等元件的磨损程度。
硫元素的含量则可以表明变压器内部可能存在绝缘材料的硫化反应，这是一个常见的变压器故障情况。
通过对变压器油样品进行色谱分析，可以通过分析有机和无机成分的含量和相对变化情况来判断变压器的运行状况和可能存在的故障。
如果发现变压器油中有机成分的含量和相对变化较大，可以判断变压器的绝缘材料可能存在老化、击穿等故障情况。
如果发现变压器油中金属元素和硫元素的含量较高，可以判断变压器内部的元件可能存在磨损和硫化等故障情况。
变压器油气相色谱分析
变压器油气相色谱分析一、基本原理正常情况下充油电气设备内的绝缘油及有机绝缘材料，在热和电的作用下，会逐渐老化和分解，产生少量的各种低分子烃类及二氧化碳、一氧化碳等。
这些气体大部分溶解在油中。
当存在潜伏性过热或放电故障时，就会加快这些气体的产生速度。
随着故障发展，分解出的气体形成的气泡在油里经对流、扩散，不断溶解在油中。
例如在变压器里，当产气量大于溶解量时，变有一部分气体进入气体继电器。
故障气体的组成和含量与故障的类型和故障的严重程度有密切关系。
因此，在设备运行过程中定期分析溶解与由衷的气体就能尽早发现设备内部存在的潜伏性故障并随时掌握故障的发展情况。
当变压器的气体继电器内出现气体时，分析其中的气体，同样有助于对设备的情况做出判断。
二、用气相色谱仪进行气体分析的对象氢（H2）、甲烷（CH4）、乙烷（C2H6）、乙烯（C2H4）、乙炔（C2H2）、一氧化碳（CO）、二氧化碳（CO2）、氧（O2）、氮（N2）九种气体作为分析对象。
三、试验结果的判断1、变压器等充油电气中绝缘材料主要是绝缘油和绝缘纸。
设备在故障下产生的气体主要也是来源于油和纸的热裂解。
2、变压器内产生的气体：变压器内的油纸绝缘材料会在电和热的作用下分解，产生各种气体。
其中对判断故障有价值的气体有甲烷、乙烷、乙烯、乙炔、氢、一氧化碳、二氧化碳。
在正常运行温度下油和固体绝缘正常老化过程中，产生的气体主要是一氧化碳和二氧化碳。
在油纸绝缘中存在局部放电时，油裂解产生的气体主要是氢和甲烷。
在故障温度高于正常运行温度不多时，油裂解的产物主要是甲烷。
随着故障温度的升高，乙烯和乙烷的产生逐渐成为主要特征。
在温度高于1000℃时，例如在电弧弧道温度（3000℃）的作用下，油分解产物中含有较多的乙炔。
如果故障涉及到固体绝缘材料时，会产生较多的一氧化碳和二氧化碳。
有时变压器内并不存在故障，而由于其它原因，在油中也会出现上述气体，要注意这些可能引起误判断的气体来源。
变压器油色谱分析及故障判断
变压器油色谱分析及故障判断变压器的正常运行离不开润滑油的保护。
而随着变压器使用时间的增长，油的基础性质、化学成分等特性也会发生变化，进而影响了变压器的运行情况。
因此，对变压器油进行色谱分析及故障判断，可以帮助工程师及时发现和解决潜在的问题，确保变压器的正常运行。
变压器油中的有机化合物数量较多，因此色谱分析能够更全面、准确地判断变压器油的质量情况。
常见的色谱分析方法包括气相色谱（GC）和液相色谱（LC）。
其原理在于，将油样品分离成各种有机化合物，并通过检测不同化合物的峰值，分析出它们的种类、含量、分布情况。
变压器油色谱分析指标包括铜、铁、砷、水分、气体等指标。
其中，铜、铁含量的上升，往往意味着变压器内部存在过度放电的现象；砷和气体的含量高，意味着变压器内部存在击穿或者加热的现象；水分的含量高，则表明变压器密封不良或者油路存在泄漏；综合分析这些指标，可以有效的检测变压器的内部情况，尤其是在早期发现潜在故障，有助于延长变压器寿命。
在变压器故障判断时，我们应该针对不同的故障种类，选择不同的判定方法。
例如，如果发现变压器内部有淤积物，首先需要对油样进行色谱分析，确定淤积物的种类。
对于含有铜和铁等金属元素的淤积物，往往是由于变压器内部绕组过度放电，导致线圈内部铜丝股断裂。
此时需要对变压器进行分解检修，修复绕组中的断股。
如果淤积物中含有大量的热解油，这可能是变压器内部存在过载运行的现象，需要检测变压器内部的散热系统，改善冷却条件。
总之，变压器油色谱分析及故障判断是保证变压器长期稳定运行的重要手段。
合理应用这些方法，可以帮助工程师及时发现和解决变压器内部潜在的问题，最终提高变压器寿命，降低故障率，从而保障电网的稳定运行。
变压器油质及色谱分析 ppt课件
如绝缘油的颜色的剧裂变化，一般是油内发生
电弧时产生碳质造成的，故观察油在运行中颜
色的迅速变化，是油质变坏或设备存在内部故
障的表现。
变压器油质及色谱分析
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闪点
在规定的条件下，将油品加热，随油温的升高， 油蒸汽在空气中（油液面上）的浓度也随之增 加，当升到某一温度时，油蒸汽和空气组成的 混合物中，油蒸汽含量达到可燃浓度，如将火 焰靠近这中混合物，它将会闪火，把产生这种 现象的最低温度称为石油产品的闪点。
变压器油质及色谱分析
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二、变压器油的性能指标及质 量监督
一）物理特性 二）化学特性 三）电气特性 四）变压器油质监督标准及指标要求
变压器油质及色谱分析
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一）物理特性
变压器油的物理特性主要包括： 颜色、透明度、凝（倾）点、粘 度、闪点、密度、界面张力等。
变压器油质及色谱分析
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颜色和透明度
变压器油质及色谱分析
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新油验收
220kV及以下变压器使用的油应符合应符 合GB 2536 标准要求，并按标准规定的 项目、指标进行验收。500kV 及以上变 压器用油性能指标除符合GB 2536 标准 要求外，还应符合IEC 60296—2003标准， 两者不一致时以IEC 60296 为准。优先选 择环烷基变压器油。
凝点是在规定条件下冷却至停止移动时的最高 温度。
倾点是在规定条件下冷却时，能够流动的最低 温度。
凝点用以表示绝缘油的牌号 。
变压器油质及色谱分析
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粘度
液体受外力作用移动时，液体分子间产生内摩 擦力的性质，称为粘度 。
粘度通常分为动力粘度（绝对粘度）、运动粘 度和条件粘度三种。
变压器油通常所测的是运动粘度。由于变压器 油的功能之一是进行热传导的冷却作用，并填 充于绝缘材料的缝隙之间，所以变压器油的粘 度应较低才能充分发挥该功能，指标只有上限。
变压器油色谱分析及故障判断
变压器油色谱分析及故障判断变压器作为电力系统中重要的设备，在运行过程中需要使用绝缘油来保证其正常运行，同时也需要通过对变压器油进行色谱分析来判断设备是否存在故障。
本文将从变压器油色谱分析的基本原理、常见的色谱分析技术以及通过色谱分析判断变压器故障等方面进行分析介绍。
一、变压器油色谱分析的基本原理变压器油色谱分析是通过检测变压器油中的各种化学成分，以及这些成分的含量和分布情况，来判断变压器的运行状态是否正常，以及是否存在潜在的故障隐患。
变压器油中的化学成分主要包括烃类、脂肪醇、芳烃、芳香烃、有机酸和其它杂质等。
通过对这些成分的检测和分析，可以获得变压器油的化学组成和其运行状态的信息。
二、常见的色谱分析技术对变压器油进行色谱分析常见的技术主要包括气相色谱（GC）、液相色谱（LC）、红外光谱（IR）、质谱（MS）等。
这些技术都有各自的特点和适用范围。
1. 气相色谱（GC）气相色谱是一种对气体和液体中的化合物进行分离和分析的技术，它主要用于对变压器油中的有机成分进行分析。
通过气相色谱可以获得变压器油中各种有机成分的含量和分布情况，如烃类、脂肪醇、芳烃等。
三、通过色谱分析判断变压器故障通过对变压器油进行色谱分析可以获得大量的化学信息，这些信息可以帮助我们判断变压器的运行状态是否正常，以及是否存在潜在的故障隐患。
1. 温度异常变压器在运行过程中，如果发生内部局部放电、过载、短路等故障，会导致变压器油中的有机成分的含量和分布发生变化，通过对变压器油进行色谱分析可以获得这些化学成分的含量和分布情况，从而判断变压器是否存在故障。
四、结语变压器油色谱分析是一种重要的变压器监测技术，通过对变压器油进行色谱分析可以获得大量的化学信息，从而帮助我们判断变压器的运行状态是否正常，以及是否存在潜在的故障隐患。
在变压器运行过程中，我们应当充分利用色谱分析技术，对变压器油进行定期的检测和分析，及时发现并排除变压器的故障，确保电力系统的安全稳定运行。
变压器油色谱分析及故障判断
变压器油色谱分析及故障判断变压器是电力系统中重要的设备之一，其功能是通过变换电压的方式实现电能传输与分配。
变压器在运行过程中需要使用变压器油来进行冷却、绝缘和隔离等功能。
变压器油的性质对变压器的正常运行起着至关重要的作用。
变压器油的色谱分析是一种常用的方法，通过对变压器油中化学成分的分析判断变压器的运行状态，及时发现问题并进行维护，保证变压器的安全运行。
一、变压器油的作用1.冷却作用变压器油在变压器内部流通循环，起到冷却变压器内部绕组的作用，保证变压器正常运行温度。
2.绝缘作用变压器油具有良好的绝缘性能，可以隔离绕组和地面之间的电气设备，保证变压器的运行安全。
3.隔离作用变压器油可以有效地隔离空气和水分子的侵入，防止绕组和铁心产生腐蚀和氧化。
二、变压器油的色谱分析变压器油的色谱分析是通过对变压器油抽样后的化学成分进行分析和测试，判断变压器的运行状态和可能存在的故障。
1.色谱分析的原理变压器油中的化合物会因为热量、氧化和金属的影响而产生分子的裂解，生成一系列的化合物，这些化合物会导致变压器油的颜色发生变化。
通过对变压器油中颜色的变化进行定量分析，可以判断变压器油是否正常。
2.色谱分析的参数色谱分析主要关注变压器油中的某些特定成分，如含水量、含气量、含铜量、含铁量等。
这些参数反映了变压器油的绝缘性能、氧化程度和金属杂质的含量，可以判断变压器的运行状态。
3.色谱分析的方法色谱分析主要通过实验室中的专业设备进行，包括色谱仪、光谱仪、质谱仪等，通过这些设备对变压器油样品进行化学成分的定量分析，得出变压器油的色谱分析报告。
四、变压器油色谱分析的应用变压器油色谱分析是变压器维护管理的重要方法之一，可以通过对变压器油进行定期的色谱分析，监测变压器的运行状态，及时发现问题并进行维护。
变压器油色谱分析还可以用于对新变压器的接受检验，为保证新变压器的质量提供依据。
变压器油色谱分析及故障判断
变压器油色谱分析及故障判断变压器油是变压器重要的绝缘介质和冷却介质，通过监测变压器油的色谱可以及时发现变压器的内部故障，确保变压器的安全运行。
本文将介绍变压器油色谱分析的原理、方法以及故障判断的相关知识。
一、变压器油色谱分析的原理变压器油色谱分析是通过检测变压器油中的有机物质和气体成分，对变压器的运行状态进行评估和监测。
其原理是利用油中有机物质和气体成分的种类、含量、比例等信息，来判断变压器的运行状态和可能存在的故障。
变压器油色谱分析的主要原理包括气相色谱（Gas Chromatography, GC）和液相色谱（High Performance Liquid Chromatography, HPLC）两种方法。
气相色谱主要用于检测变压器油中的气体成分，如甲烷、乙烷、乙烯、丙烷、丙烯等；液相色谱则主要用于检测变压器油中的有机物质成分，如苯、酚、醚、醇等。
1. 样品采集：首先需要采集变压器油样品，一般可以通过变压器油位计或油温计的取样孔进行采样。
在采样之前需要确保取样容器和工具的清洁，以避免外部杂质的污染。
2. 样品制备：将采集到的变压器油样品进行预处理，包括脱水、脱气等操作。
脱水可以通过加热和真空脱水的方式进行，脱气则可以通过超声波或真空抽滤的方式进行。
3. 色谱分析：将预处理后的变压器油样品进行气相色谱和液相色谱分析。
通过色谱仪器可以得到变压器油中的有机物质和气体成分的含量、种类、比例等信息。
1. 气体成分分析：变压器油中的气体成分主要包括甲烷、乙烷、乙烯、丙烷、丙烯等。
当油中的气体含量超过正常范围时，通常表明变压器内部存在故障，如油纸绝缘的老化、局部放电等。
气体的种类和比例也可以帮助判断故障的类型和位置。
2. 有机物质分析：变压器油中的有机物质主要包括苯、酚、醚、醇等。
这些有机物质的含量和种类也可以反映变压器的运行状态和可能存在的故障。
苯和酚的含量增加可能表明变压器中存在局部放电、绝缘老化等问题；醇的增加可能表明变压器内部存在绝缘油的氧化和老化等问题。
变压器油色谱分析
变压器油色谱分析摘要:当变压器内部发生过热、放电等故障时，势必导致故障附近的绝缘物分解。
分解产生的气体会不断地溶解在油中的，不同性质的故障所产生的气体成分也不同，即使同一性质的故障，由于故障的程度不同，产生的气体数量也不相等。
因此，对油中溶解气体的色谱分析，可以早期发现潜伏性故障的性质、程度和部位，以便及时处理故障，避免事故的发生。
关键词:变压器油；油色谱分析；故障判断1.气相色谱法的原理色谱法又叫层析法，它是一种物理分离技术。
它的分离原理是使混合物中各组分在两相间进行分配，其中一相是不动的，叫做固定相；另一相则是推动混合物流过此固定相的流体，叫做流动相。
气相色谱的分离原理是利用不同物质在两相间具有不同的分配系数，当两相作相对运动时，试样的各组分就在两相中经反复多次地分配，使得原来分配系数只有微小差别的各组分产生很大的分离效果，从而将各组分分离开来。
然后再进入检测器对各组分进行鉴定。
2、色谱分析的过程2.1取出一定量的变压器油利用变压器油的色谱来判断变压器出现的故障种类，要通过几个过程的操作来进行。
在对变压器油中溶解气体进行色谱分析时，至关重要的一步是取油样，所取油样要有足够代表性，如何取样才不致于使油中溶解气体散失？理想的取样应满足以下条件。
(1)所使用的玻璃注射器严密性要好。
(2)取样时能完全隔绝空气，取样后不要向外跑气或吸入空气。
(3)材质化学性稳定且不易破损，便于保存和运输。
(4)实际取油样时，一般选用容积为100ml全玻璃注射器。
(5)取样前将注射器清洗干净并烘干，注射器芯塞应能自由滑动，无卡涩。
(6) 应从设备底部的取样阀放油取样。
(7)取样阀中的残存油应尽量排除，阀体周围污物擦干净。
(8)取样连接方式可靠，连接系统无漏油或漏气缺陷。
(9)取样前应设法将取样容器和连接系统中的空气排尽。
(10)取样过程中，油样应平缓流入容器，不产生冲击、飞溅或起泡沫。
(11)取完油样后，先关闭放油阀门，取下注射器，并封闭端口，贴上标签，尽快进行色谱分析。
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方法概述
用气相色谱法测定绝缘油中溶解气体的组分含量，是发供电企业判断运行中的充油电力设备是否存在潜伏性的过热、放电等故障，以保障电网安全有效运行的有效手段。
也是充油电气设备制造厂家对其设备进行出厂检验的必要手段。
GC-9310SD变压器油色谱分析系统采用一次进样、双柱并联、一次分流的三检测器流程，配TCD检测器和两个FID检测器，其中H2和O2通过TCD检测；烃类气体（甲烷、乙烯、乙烷、乙炔）通过FID1检测，CO、CO2通过FID2检测，克服了大量CO、CO2对烃类气体的影响，特别是乙炔的影响。
执行标准：
GB/T 17623-1998《绝缘油中溶解气体组分含量的气相色谱测定法》
GB/T 7252-2001《变压器油中溶解气体分析和判断导则》
DL/T 722-2000《变压器油中溶解气体分析和判断导则》
气路系统流程图：
性能指标：
（1）最小检测量：一次进样，进样量为1mL时的最小检测浓度:
溶解气体的分析(uL/L)
H2 CO CO2 CH4 C2H4 C2H6 C2H2
2 2 2 0.1 0.1 0.1 0.1
（2）定性重复性：偏差≤1％
（3）定量重复性：偏差≤3％
（2）热导检测器(TCD)
◎采用半扩散式结构
◎电源采用恒流控制方式
◎敏感度：S≥3000mv.ml/mg（正十六烷/异幸烷）
◎基线噪音：≤20μv
◎基线漂移：≤50μv/30min
◎线性：≥105
◎载气流速稳定性：≤1%。
（3）火焰离子化检测器（FID）
◎收集极采用圆筒型结构，石英喷口
◎检测限：≤8×10-12g/s（正十六烷/异幸烷）
◎基线噪声：5×10-14A
◎基线漂移：≤2×10-13A/30min
◎线性：≥107
◎自动点火
◎稳定时间10min
主要特点
主机介绍
GC-9310SD变压器油色谱分析系统是上海荆和分析仪器有限公司最新推出的一款新型全微机控制气相色谱仪。
仪器充分吸收了国外同类产品的先进技术，大量采用进口元件，使GC-9310的稳定性、可靠性以及灵敏度和重复性蓖美进口同类型产品；并且在结构上更加简洁合理；人性化的中文菜单式操作，精美的外观设计，让色谱分析工作者使用的更加自信。
主要技术特点：
1．高精度、稳定可靠的温度控制系统：
◎仪器主控电路采用了功能先进的微处理器，大规模的集成电路，先进的贴片封装，使电路结构紧密而稳定；大容量的FLASH及EEPROM存储器的采用，使数据的保存更加可靠。
同时一体化的主控电路板设计提高了仪器的抗干扰性和可靠性。
◎温度控制电路采用微处理器控制，五路高精度的控制系统，其中柱箱可实现五阶程序升温，保证了客户进行宽沸程复杂样品的分析；各被控加热区的温度控制精度优于±0.1℃(200℃时测)。
◎柱箱具有双重的超温保护功能；其中任一加热区温度超过设定极限，仪器均会自动保护停机，既保证了安全又方便你的维修。
◎智能化的后开门技术，保证仪器的柱箱温度在接近室温工作时也有良好的控温精度，并且能快速降温。
2．人性化的设计，中文菜单式操作，通俗易学，极大地提高了仪器的可操作性：
◎仪器采用了蓝色背光大屏幕（LCD）液晶显示，中文菜单操作，显示直观易学，操作方便。
◎触摸式键盘，方便对仪器各项操作数据进行设定。
◎仪器具有断电保护功能，所设定的参数在断电后能长期保存。
◎具有秒表计时功能。
◎主机自带三路阀件控制系统，方便实现在线进样和完成各种反吹切换的自动分析。
3．双重稳定的高精度气路控制系统。
◎载气气路采用先稳压后稳流的双重稳定的气路系统
◎流量调节阀采用数字式旋钮调节，直观、可靠性好。
◎柱前压力均在压力表上显示。
主要技术指标
1．柱箱温度指标：
◎柱箱温度范围：室温上8°C～399°C（增量1°C）
◎柱箱控温精度：优于±0.1°C（200°C时测）
2．进样器、检测器、热导池温度指标
◎1）温度范围：室温上8°C～399°C（增量1°C）
◎2）控温精度：优于±0.1°C（200°C时测）
3．热导检测器(TCD)
◎采用半扩散式结构
◎电源采用恒流控制方式
◎敏感度：S≥3000mv.ml/mg（正十六烷/异幸烷）
◎基线噪音：≤20μv
◎基线漂移：≤50μv/30min
◎线性：≥105
◎载气流速稳定性：≤1%。
4．火焰离子化检测器（FID）
◎收集极采用圆筒型结构，石英喷口
◎检测限：≤8×10-12g/s（正十六烷/异幸烷）
◎基线噪声：5×10-14A
◎基线漂移：≤2×10-13A/30min
◎线性：≥107
◎自动点火
◎稳定时间:10分钟
仪器使用要求
◎电源电压：220V～±22V 50Hz±0.5Hz
◎额定功率：＜1800W
◎环境温度：+5°C～+35°C
◎相对湿度：≤85%
◎仪器安放场合不得有腐蚀性气体及有影响正常工作的电场或磁场存在，仪器安放工作台应稳固，不得有振动。
离氢气瓶2m以内不得有电炉和火种。
功能完善的专用工作站
CDMC-21A2电力系统专用色谱工作站是基于windows XP系统开发的最新一代色谱工作站，是经专业设计具有强大功能的实用数据处理系统，其故障判断符合最新的国家标准，数据采集采用24位高精度的USB接口数据采集卡，输入范围可达-2v~+2v，分辨率+1 μV。
主要性能如下：
一、硬件性能：
（1）高精度：USB接口，24位的高精度A/D数据采集卡，分辨率±1uv
（2）输入通道电平范围：外置数据采集盒，输入通道2个。
-1v至+1v（可扩展±2V）
（3）积分灵敏度：1μv•sec（即面积的个位数）
（4）动态范围：106(1μv为最小单位)
（5）线性度：<±0.1%
（6）重现性：0.06％
二、软件性能：
（1）操作便捷：中文WIN9X，XP操作平台，全中文的窗口界面以及实时操作提示和在线帮助，方便用户学习使用。
（2）开放式数据管理：保存完整的相关设备信息以及分析结果数据信息。
方便增加、修改、删除，随意调阅、检索。
检索得到的分析结果数据可以输出到Word模版打印，方便用户做各种总结报表。
开放式数据格式，适用于多用户数据共享，方便其他数据库管理软件访问以及管理部门的检索需求。
（3）灵活的峰识别和处理能力：可以通过设置参数和时间程序或手动修正方式进行色谱峰的识别、删除及调整基线切割。
确保分析结果的准确性。
（4）设备管理功能：简介而直观的设置用户的设备管理卡片，分析结果根据不同的设备分类保存，令数据的管理一幕了然！
（5）灵活的打印功能：提供固定格式和自定义模版格式的结果报告。
（6）自动故障诊断：分析结束自动超标提示、提供符合国标的三比值诊断、TD图示、组份浓度图示，大卫三角形等多种故障诊断方式。
（7）轻松定性：可自动或手动编辑峰鉴定表。
自动计算校正因子，可以进行多次校正平均。
（8）数据图示：根据已经入库的历史记录，直观显示某设备历史数据中各组分的浓度趋势图。