变压器油中溶解气体气相色谱分析流程

变压器油中溶解气体气相色谱分析流程
变压器油中溶解气体气相色谱分析流程

变压器油中溶解气体气相色谱分析流程

采用气相色谱仪对变压器油中溶解气体含量进行分析,其整体流程如下:

一、取样

1. 取油:使用密封良好的100ml玻璃注射器在全密封的状态下,取能代表油箱本体的

油,大概50-80ml,取油量以够用为准。

2. 标识:将所取油样按设备名称、相别等贴标签,以便进行正确识别。

3. 运输:将所取油样放置在取样箱内,避光保存。运输过程中避免剧烈振荡。

注意:油样保存期不超4天

二、脱气

1、贮气玻璃注射器的准备:取5ml玻璃注射器A,抽取少量试油冲洗器筒内壁1~2次后,吸入约0.5ml试油,套上橡胶封帽,插入双头针头,针头垂直向上。将注射器内的空气和试油慢慢排出,使试油充满注射器内壁缝隙而不致残存空气。

2、试油体积调节:将100ml玻璃注射器B中油样推出部分,准确调节注射器芯至40.0ml 刻度(V1),立即用橡胶封帽将注射器出口密封。为了排除封帽凹部内空气,可用试油填充其凹部或在密封时先用手指压扁封帽挤出凹部空气后进行密封。操作过程中应注意防止空气气泡进入油样注射器B内。

3、加平衡载气:取5ml玻璃注射器C,用载气清洗1~2次,再准确抽取5ml载气,然后将注射器C内气体缓慢注入有试油的注射器B内,操作示意如下图。含气量低的试油,可适当增加注入平衡载气体积,但平衡后气相体积应不超过5ml。

4、振荡平衡:将注射器B放入恒温定时振荡器内的振荡盘上。注射器放置后,注射器头部要高于尾部约5°,且注射器出口在下部(振荡盘上按此要求设计制造)。启动振荡器振荡操作钮,连续振荡20 min ,然后静止10 min 。室温在10℃以下时,振荡前,注射器B 应适当预热后,再进行振荡。

5、转移平衡气:将注射器B从振荡盘中取出,并立即将其中的平衡气体通过双头针头转移到注射器A内。室温下放置2 min ,准确读其体积V g(准确至0.1mL),以备色谱分析用。为了使平衡气体完全转移,也不吸入空气,应采用微正压法转移,即微压注射器B的芯塞,使气体通过双针头进入注射器A。不允许使用抽拉注射器A芯塞的方法转移平衡气。注射器芯塞应洁净,以保证其活动灵活。转移气体时,如发现注射器A卡涩时,可轻轻旋动注射器A的芯塞。

三、开机(以中分2000色谱仪为例)

1、拧下进样口压帽,检查进样胶垫是否需要更换进样胶垫.(进针次数较多时此处容易漏气、一般进针40次左右必须更换进样垫。)注意进样压帽不要拧的太松或太紧,一般拧紧后再松半圈即可。

2、打开载气钢瓶气总阀,氢气和空气发生器的电源开关,通气十分钟左右(长期不用要通气至少20分钟),在通气期间,检查气体压力表参数是否正常.

载气1 ____ Mpa 载气2 ____ Mpa

氢气1 ____Mpa 氢气2 ____Mpa

空气0 Mpa(由电磁阀阀控制,未通电处于关闭状态)

3、打开色谱仪电源开关,观察空气压力表应为____Mpa,检查仪器面板上温度设定值和载气流量是否正常.

柱箱65 热导70氢焰150 转化360

流量____ ml/min 左右(温度全部到设定值后)

4、打开电脑和工作站

5、升温:直接按运行键,此时温度指示灯亮、仪器显示器上:柱箱热导、氢焰、转化,四路前面多了一个“■”,说明四路温度开始升温,直到温度升到设定值。

6、点火:直接按红色点火键点火.此时通道二的信号会自动由TCD(热导)切换到FID2(氢焰2)上去,氢焰指示灯亮(注:仪器氢焰指示灯代表信号切换,并不代表氢焰点火与否)。判断点火是否成功,方法:1、用光亮的金属表面或玻璃片分别放到氢焰的两个出口,看是否有水蒸气产生,有则说明点火成功(最准确也最常用);2、看基线跳跃,基线有一个较大的跳动并且基线缓慢回落且会落的位置比原来的基线要高1MV以上,证明点火成功;3、十秒钟后点击工作站上的状态可显示点火是否成功0.5--1MV)。

7、加桥流:按热导键进入热导界面,观察桥流为70 ,然后按运行键此时热导指示灯亮说明桥流已经加上。

8、等基线稳定后即可做标样。

四、标定

1. 点标样按扭,弹出窗口,点确定后即可进针做标样。

2. 标样采集结束后,谱图会自动保存到数据库----标样谱图库中去

注意:1.每次开机后,都要做标样,对仪器进行标定。

2.至少标定2针以上。

3.标定的重复性误差要符合要求(3%以内)

五、分析

1. 从数据库-----标样谱图库中调出一个合格的标样。

2. 点样品按扭,弹出窗口

在窗口中正确选择所做油样的气体来源(绝缘油)、单位、设备名称,准确输入取样日期,气体来源,试油体积,脱气量,进样量,室温,大气压等影响计算结果的参数,之后点确定,即可进样品气。

3. 样品采集结束后,会自动保存到数据库---样品谱图库中去,同时会自动弹出计算结果窗口,一般先取消该窗口,观察一下样品谱图的认峰情况,如认错了或者没有认峰,请在该峰上

点鼠标的右键,选择正确的组份,然后再点按扭,会再次弹出修改后的样品计算结果窗口。

4. 在该窗口上,点打印计算结果按扭,即可将报告打印出来.

点确定按扭,即可将该结果保存到数据库-----样品记录库中去,便于日后查询原始结果。

六、关机

1.关闭工作站。

2.关闭氢气钢瓶总阀或氢气发生器开关。

3.关闭空气气源

4.关闭色谱仪电源开关。

5.约30分钟后,关闭载气。

附:注意事项

1.使用气源的纯度应在99.99%及以上。如果使用钢瓶,当钢瓶压力小于2Mpa时需要更换钢瓶。

2. 氢气发生器要定期观察液位,及时补充蒸馏水;空气发生器要定期排水。

3.标气的有效为1年。

4.仪器长时间不用时需要定期升温保养,至少每周升温一次,(只需升温即可,不点火加桥流也行。)大约两到三个小时。

5.仪器在升温、加桥流前一定要检查四路温控、桥流值、压力、载气流量等是否正常,如不正常,要查明原因后调整,并对仪器进行全面检查。

6.要经常检查进样垫是否漏气,如有漏气尽快更换。

7. 仪器所用的电脑应专用,不上网和玩大型游戏,避免中病毒引起数据丢失。定期做好数据备份。

8.经常检查注射器针管、针头是否漏气。特别是针管和针头连接处容易漏气。

9.影响色谱柱寿命的主要原因是进油污染,所以您在进针时应尽可能避免针头带油。

10、建议不要让不熟悉仪器操作的人接触仪器,只有正常的操作才能保证仪器的正常工作。

变压器油色谱分析

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。

变压器油中溶解气体在线监测概要

变压器油中溶解气体在线监测方法研究

摘要 (3) 1. 导言 (4) 2. 国内外发展现状及发展趋势 (6) 3. 变压器油中溶解气体在线监测方法的基本原理 (9) 3.1.变压器常见故障类型 (9) 3.2.变压器内部故障类型与油中溶解特征气体含量的关系 (10) 4. 基于油中特征气体组分的故障诊断方法 (14) 4.1.特征气体法 (14) 4.2.三比值法 (15) 4.3.与三比值法配合使用的其它方法 (17)

摘要 电力变压器是电力系统中最主要的设备,同时也是电力系统中发生事故最多的设备之一,对其运行状况实时监测,保证其安全可靠运行,具有十分重要的意义。变压器油中溶解气体的组分和含量在一定程度上反映出变压器绝缘老化或故障的程度,可以作为反映设备异常的特征量。如何以变压器油中溶解气体在线监测为手段,实现对运行变压器潜伏性故障的诊断和预测,是本文的出发点。 本文的目标是研究基于油中溶解气体分析(DGA)的电力变压器状态监测与故障分析方法,通过气体色谱分析方法实现对变压器油中溶解的七种特征气体(氢气H2、甲烷CH4、乙炔C2H2、乙烯C2H4、乙烷C2H6、一氧化碳CO、二氧化碳CO2)组分含量在线实时监测,从而达到对电力变压器工作状态的诊断分析。

1.导言 现代社会对能源的巨大需求促进了电力工业的飞速发展。一方面是单台电力的容量越来越大;另一方面是电力网向着超高压的方向发展,并正组织成庞大的区域性甚至跨区域的大电网。然而,随着电力设备容量的增大和电力网规模的扩大,电力设备故障给人们的生产和现代生活所带来的影响也就越来越大。这就要求供电部门在不断提高供电质量的同时,要切实采取措施来保证电力设备的正常运行,以此来提高供电的可靠性。长期以来形成的定期检修已不能满足供电企业生产目标。激烈的市场竞争迫使电力企业面临着多种棘手的问题,例如如何提高设备运行可靠性、如何有效控制检修成本、合理延长设备使用寿命等。因此,状态检修已成为必然。而状态检修的实现,必须建立在对主要电气设备有效地进行在线监测的基础上,通过实时监测高压设备的实际运行情况,提高电气设备的诊断水平,做到有针对性的检修维护,才能达到早期预报故障、避免恶性事故发生的目的。由此可见,以变压器状态监测为手段,随时对其潜伏性故障进行诊断和预测以及跟踪发展趋势是十分必要的。 对于大型电力变压器,目前几乎大多是用油来绝缘和散热,变压器油与油中的固体有机绝缘材料在运行电压下因电、热、氧化和局部电弧等多种因素作用会逐渐变质,裂解成低分子气体;变压器内部存在的潜伏性过热或放电故障又会加快产气的速率。随着故障的缓慢发展,裂解出来的气体形成气泡在油中经过对流、扩散作用,就会不断地溶解在油中。同一类性质的故障,其产生的气体量随故障的严重程度而异。由此可见,油中溶解气体的组分和含量在一定程度上反映出变压器绝缘老化或故障的程度,可以作为反映电气设备电气异常的特征量。 溶解气体分析(Dissolved Gas Analysis简称DGA)是诊断变压器内部故障的最主要技术手段之一。根据GB/T7252-2001《变压器油中溶解气体分析和判断导则》,可以通过分析油中7种分析组分H2、C2H2、C2H4、C2H6、CH4、CO和CO2的含量来判断并分析故障。通过从油样中分离出这些溶解气体,并利用色谱技术对其进行定量分析。变压器油中溶解的各种气体成分的相对数量和形成速度主要取决于故障点能量的释放形式及故障的严重程度,所以根据色谱分析结果可以进

变压器油中溶解气体的成分和含量

变压器油中溶解气体的成分和含量 与充油电力设备绝缘故障诊断的关系 摘要:介绍了通过分析变压器油中溶解气体的成分和含量以判断充油电力设备故障的机理和方法。 关键词:变压器;变压器油;气相色谱法;比值法 1 前言 气相色谱法一直是国内外许多电力设备制造厂作为检验质量、开发新产品的有力工具。实践证明,用气相色谱法能有效地发现充油电力设备内部的潜伏性故障及其发展程度,而利用其他电气试验方法很难发现某些局部发热和局部放电等缺陷。故在1999年颁布执行的电力设备预防性试验规程中,把油中气体色谱分析放在“电力变压器及电抗器”试验的首位。某些变压器厂家在其产品中还装设了DGA(dissolved gas analysis,即溶解气体分析)自动检测报警系统。 2 故障分析的机理 充油的电力设备(如变压器、电抗器、电流互感器、充油套管和充油电缆等)的绝缘主要是由矿物绝缘油和浸在油中的有机绝缘材料(如电缆纸、绝缘纸板等)所组成。其中 矿物绝缘油即变压器油,是石油的一种分镏产物,其主要成分是烷烃(C n H 2n+2 )、环烷族饱 和烃(C n H 2n )、芳香族不饱和烃(C n H 2n-2 )等化合物。有机绝缘材料主要是由纤维素(C 6 H 10 O 5 ) n 构成。在正常运行状态下,由于油和固体绝缘会逐渐老化、变质,会分解出极少量的气 体(主要有氢H 2、甲烷CH 4 、乙烷C 2 H 6 、乙烯C 2 H 4 、乙炔C 2 H 2 、一氧化碳CO、二氧化碳CO 2 等7种)。当电力设备内部发生过热性故障、放电性故障或受潮情况时,这些气体的产

量会迅速增加。表1列出气体的种类与外施能量的关系。 这些气体大部分溶解在绝缘油中,少部分上升在绝缘油的面上,例如变压器有一部分气体从油中逸出进入气体继电器(瓦斯继电器)。经验证明,油中气体的各种成分含量的多少和故障的性质及程度直接有关。因此在设备运行过程中,定期测量溶解于油中的气体组织成分和含量,对于及早发现充油电力设备内部存在的潜伏性故障有非常重要的意义。 表1 气体种类与外施能量的关系 气体CO CO2H2CH4C2H6C2H4C2H2 能量/J 3特征气体色谱的分析和判断 判断有无故障的两种方法 与油中溶解气体的正常值作比较判定有无故障 若氢和烃类气体不超过表2所列的含量,则认为电力设备运行正常。 表2 油中溶解气体的正常值 气体成分H2CH4C2H6C2H4C2H2总烃(C1+C2) 正常极限值/μ1004535555100 根据总烃产气速率判定有无故障 当总烃含量超过正常值时,应考虑采用产气速率判断有无故障。绝对产气速率V:

变压器油的气相色谱分析浅析

变压器油的气相色谱分析浅析 【摘要】本文主要对变压器油的气相色谱分析的特征气体、产气原理以及气相色谱分析的取样方法和一些常用的便携式检测仪器做一说明。 【关键词】变压器绝缘油色谱分析 一、气相色谱分析的意义 变压器油是指用于变压器、电抗器、互感器、套管、油断路器等输变电设备的矿物型绝缘油。一般有25#和45#两种变压器油。运行中的电力设备一般只能按周期停电进行预试检查,而且变压器等密封设备根本看不到内部情况。电力变压器的绝缘油气相色谱分析可以很好的补充这一缺陷,而且经过精密的计算和分析可以大概判断出设备内部的情况。气相色谱分析是对设备内的油进行的分析,从分析溶解于变压器中气体来诊断内部存在的故障。 二、气相色谱分析的特征气体及产生的原理 体征气体:气相色谱分析的特征气体主要有氢气(H2)、甲烷(CH4)、乙烷(C2H6)、乙烯(C2H4)、乙炔(C2H2)、一氧化碳(CO)、二氧化碳(CO2)。在对所做油样的品质进行判定时,还要对总烃含量做判断。总烃即甲烷、乙烷、乙烯、乙炔四种烃类气体的总和。在对油品检验之后,我们需要对不合格的油品分析其不合格的原因。那么,就需要我们

大概清楚在什么情况下会分解出什么气体。

产气原理:运行中的变压器油在进行气相色谱分析的时候一般会检测出特征气体和总烃。那么这些气体又是从哪里来的呢?首先,绝缘油是由许多不同分子量的碳氢化合物分子组成的混合物,分子中含有CH3*、CH2*和CH*化学基团,并由C-C键键合在一起。由电或热故障可以使某些C-H键和C-C键断裂,伴随生成少量活泼的氢原子和不稳定的碳氢化合物的自由基,它们通过复杂的化学反应迅速重新化合,形成氢气和低分子烃类气体。在低能量故障时,如局部放电。通过离子反应促使最弱的C-H键断裂,主要重新化合成H2而积累。对C-C键的断裂需要较高的温度,然后逊色以C-C 键、C=C键和C三C键的形式重新化合成烃类气体,依次需要越来越高的温度和越来越多的能量。其次,固体绝缘材料的分解也会产生部分特征气体。纸、层压板或木块等固体绝缘材料分子内含有大量的无水右旋糖环和弱的C-O键,它的热稳定性比油中的碳氢键要软,并能在较低的温度下重新化合。在生成水的同时生成大量的CO和CO2及少量的烃类气体,同时油被氧化。 三、气相色谱分析油样的取样方法 气相色谱分析的取样部位应注意,所取油样应能代表油箱本体的油。一般应在设备下部的取样阀门取油样,在特殊情况下,可在不同的取样部位取样。取样量,对大油量的变压器、电抗器等均可为50-80mL,对少油量的设备要尽量少

变压器油中气体分析

变压器油中气体分析 通过培训掌握绝缘油中气体含量分析,气相色谱技术是近年来兴起的一项新技术,能够对运行中的变压器进行实时监测,通过采集变压器箱体内的少量油样,分析油中气体的组分及其含量,就可以判断变压器是否存在故障、故障的性质以及故障的大致部位。 油浸式变压器一旦出现故障,将造成影响现场生产,甚至造成机组停机,损失巨大。及时了解油浸变压器内部运行情况并发现故障苗头,对保证变压器安全、可靠、优质运行有十分重要的意义。 一、气相色谱法的原理和意义 色谱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。当流动相中所含的混合物经过固定相时,就会与固定相发生相互作用。由于各组分在性质与结构上的不同,相互作用的大小强弱也有差异。因此在同一推动力作用下,不同组分在固定相中的滞留时间有长有短,从而按先后秩序从固定相中流出,这种借在两相分配原理而使混合物中各组分获得分离的技术,称为色谱法。当用液体作为流动相时,称为液相色谱,当用气体作为流动相时,称为气相色谱。 气相色谱法的一般流程主要包括三部分:载气系统、色谱柱和检测器。 当载气携带着不同物质的混合样品通过色谱柱时,气相中的物质一部分就要溶解或吸附到固定相内,随着固定相中物质分子的增加,从固定相挥发到气相中的试样物质分子也逐渐增加,也就是说,试样中各物质分子在两相中进行分

配,最后达到平衡。这种物质在两相之间发生的溶解和挥发的过程,称分配过程。分配达到平衡时,物质在两相中的浓度比称分配系数,也叫平衡常数,以K表示,K=物质在固定相中的浓度/物质在流动相中的浓度,在恒定的温度下,分配系数K是个常数。 由此可见,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。 不同的故障会产生不同的主要特征气体和次要特征气体,这些故障气体的组成和含量与故障类型及严重程度有密切关系。分析溶解于油中的气体,就能尽早发现设备内部存在的潜伏性故障,并可随时监视故障的发展状况。因此,国家规程对于变压器油中各种气体的含量有着明确而严格的要求。特别是对于乙炔,它是反映故障放电的主要指标,一旦出现,就可能是变压器内部严重故障的反应。因此对于变压器油中乙炔的含量应严格要求和追踪。对于出现含乙炔的变压器油的变压器,应严格按规定进行追踪分析判断,并结合电气试验,对变压器内部运行做出正确的分析判断。当变压器油中的油气组分超标时,我们可以认为其设备内部就可能存在故障。气相色谱技术的运用充分解决了这一难题。变压器油气的色谱分析及色谱追踪试验,能够真实有效的反映设备的运行情况,对于尽早发现设备内部过热或放电性故障,及早预防保证设备的正常运行,有着重要的作用。 二、绝缘油气体在线装置工作原理 变压器在发生故障前,在电、热效应的作用下,其内部会析出以H2为主的

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。例如:有载调压变压器中分解开关灭弧室的有向变压器本体的渗漏;设备曾经有过故障,而故障排除后绝缘油未经彻底脱气,部分残余气体仍留在油中;设备油箱曾作过带油补焊;原注入的油就含有某些气体等。还应注意油冷却系统附属设备(如潜油泵,油流继电器等)的故障也会反映到变压器本体的油中。 3、正常设备油中气体含量 4、《导则》推荐的油中溶解气体的注意值

应用油中溶解气体分析法判断变压器故障

编号:AQ-JS-03420 ( 安全技术) 单位:_____________________ 审批:_____________________ 日期:_____________________ WORD文档/ A4打印/ 可编辑 应用油中溶解气体分析法判断 变压器故障 Application of dissolved gas analysis in oil to judge transformer fault

应用油中溶解气体分析法判断变压 器故障 使用备注:技术安全主要是通过对技术和安全本质性的再认识以提高对技术和安全的理解,进而形成更加科学的技术安全观,并在新技术安全观指引下改进安全技术和安全措施,最终达到提高安全性的目的。 1根据油中溶解气体进行变压器故障诊断 变压器油是由具有不同键能的化学键键合在一起的碳氢化合物分子组成的。它作为良好的介质材料在变压器中起绝缘、散热、灭弧等作用,并有其特殊的性能。 在正常运行条件下,变压器油和固体绝缘材料由于受到电场、热、水分、氧的作用,随时间而发生速度缓慢的老化现象,产生少量的氢、低分子烃类气体和碳的氧化物等。 当变压器在故障状态下运行时,故障点周围的变压器油温度升高,其化学键断裂,形成多种特征气体。因不同键能的化学键在高温下有不同的稳定性,根据热力动力学原理,油裂解时生成的任何一种气体,其产气速率都随温度而变化,在一特定温度下达到最大

值。随着温度的上升,最大值出现的顺序是:甲烷(CH4)、乙烷(C2H6)、乙烯(C2H4)、乙炔(C2H2)。在温度高于1000℃时,还有可能形成碳的固体颗粒及碳氢聚合物。故障下产生的气体通过运动、扩散、溶解和交换,将热解气体分子传递到变压器油的各部分。 油中溶解气体分析法就是根据故障下产气的累计性、故障下的产气速率和故障下产气的特性来检测与诊断变压器等充油电气设备内部的潜伏性故障的。 2采用色谱法分析变压器故障的注意事项 (1)发现特征气体组分含量增长时,应缩短跟踪分析周期,并结合历史数据、产气速率、负荷情况、电气试验、新投运设备出厂前的状况、检修工艺流程等,确定故障是由于电路还是磁路或是其它原因,如辅助设备、设备材料、检修工艺等引起的,以缩小检修时的故障查找范围。 (2)由于取样阀中某些特殊的材料(如含镍不锈钢合金等)的催化作用,生成大量的氢气聚集在取样阀周围;取样阀在进行焊接后,大量在高温下产生的特征气体同样会聚集在取样阀的周围,此时取

变压器油中溶解气体分析与诊断

变压器油中溶解气体分析与诊断 摘要 变压器在线监测及故障诊断技术,对提高电力系统的安全稳定性具有十分重要的意义。其中基于油中溶解气体分析的在线监测技术是变压器在线监测中最普遍,也是最重要的技术。目前己投入使用的油中溶解气体在线监测系统普遍存在一些不足,如检测气体种类少、准确度及精确度不高、体积大、成本高等。 本文对变压器油色谱在线监测及故障诊断系统进行了研究,分析了其它色谱在线监测方法的种种不足,对其进行了改进,设计了一套变压器油在线监测系统,能够及时、准确地监测变压器油中溶解的各种特征气体,实时地反映设备的运行状态,并对故障诊断算法进行了仿真。在获得真实可靠的监测数据的基础上,建立了一个诊断模型,并对该模型进行了仿真,仿真结果表明三比值法、四比值法等故障诊断方法有一定的优越性,能够比较准确地定性和定量地对故障做出判断,为电力运营部门提供有用的决策依据。 分析了变压器油中溶解气体的发展变化规律,研究了变压器油中溶解气体和故障类型之间的关系。对常用的三比值模型进行深入研究,总结了各种模型的特点和适用范围。论述了用三比值进行变压器油中溶解气体分析,诊断和预测变压器故障的有效性和可行性。 关键词:变压器油中溶解气体在线监测故障诊断

目录 第一章绪论 (4) 1.1变压器 (4) 1.1.1变压器的分类 (4) 1.1.2电力变压器的选型原则 (6) 1.1.3变压器的作用及其意义 (13) 1.2变压器油 (14) 1.2.1变压器油简介 (14) 1.2.2变压器油国内外发展现状 (15) 第二章.变压器油中溶解气体分析与诊断 (17) 2.1.利用CO、CO2浓度及CO2/CO比值诊断固体绝缘老化 (17) 2.2.利用mL(CO2+CO)/g(纸)诊断变压器绝缘寿命 (19) 2.3利用油中糠醛分析诊断变压器绝缘老化 (20) 2.3.1概述 (20) 2.3.2.油中糠醛含量测试方法 (21) 2.3.4利用油中糠醛诊断变压器绝缘寿命 (23) 2.4固体绝缘老化的综合诊断 (29) 3 变压器油的运行维护 (30) 3.1变压器油的选择 (30) 3.1.1变压器油的质量标准 (30) 3.1.2变压器油在低温下的特性 (31) 3.2 混油、补油和换油 (33) 3.2.1 混油和补油 (33) 3.2.2换油 (34) 3.3 运行变压器油的防劣措施 (36) 3.3.1 隔膜密封装置 (36) 3.3.2 净油器 (37) 3.4 变压器油的金属减活(钝化)剂 (42)

变压器油色谱分析报告

运行中变压器油色谱分析 异常与解决对策 王海军 (河北大唐国际王滩发电有限责任公司) 摘要:对运行变压器油中氢气含量超标出现的原因进行了详细分析,并提出了氢气含量超标的滤油工艺及防止二次污染的源头控制、过程控制及关键点控制。 关键词:变压器油;色谱分析;热油循环;二次污染 1前言 运行中的变压器油气相色谱分析,以检测变压器油中气体的组成和含量,是早期发现变压器内部故障征兆和掌握故障发展情况的一种科学方法。特征气体的出现与变压器运行中的实际状况及在处理中的工艺有关,处理工艺粗糙可能造成变压器油的二次污染。 本文根据实际运行变压器中出现氢气含量超标的具体情况,分析了产生气体的原因并提出了变压器热油循环的处理工艺,防止变压器油二次污染的要点。 2变压器油中氢气含量超标、二次污染实例 我公司#1高压厂用公用变压器(以下简称#1高公变)于2005年10月1日并网运行,在运行中,根据预防性试验规程对各变压器进行了油色谱跟踪分析,发现#1高公变的氢气值出现过含量超过注意值:H2≤150μL/ L ,具体测量数值见表一: 对#1高公变进行热油循环后的色谱分析中,虽然氢气含量达到标准但在油中又检测到痕量乙炔,见表二

再次热油循环后氢气、乙炔均在标准之内。 3#1高公变油中氢气超标及二次污染原因分析 当变压器油中氢气含量超过注意时,人们根据多年的运行经验及文献[1]中指出: (1)当变压器出现局部过热时,随着温度的升高,氢气(H2)和总烃气体明显增加,但乙炔(C2H2)含量极少。 (2)变压器内部出现放电故障也会出现氢气(H2)。局部放电(能量密度一般很低),产生的特征气体主要是氢气氢气(H2),其次是甲烷(CH4),并有少量乙炔(C2H2),但总烃值并不高;火花放电(是一种间歇性放电,其能量密度一般比局部放电高些,属低能量放电)时,乙炔(C2H2)明显增加,气体主要成分时氢气(H2)、乙炔(C2H2);电弧放电(高能放电)时,氢气(H2)大量产生,乙炔(C2H2)亦显著增多,其次是大量的乙烯、甲烷和乙烷。 对于文献[1]中的阐述具有很强的理论性,变压器油是由烷烃、环烷烃和芳香烃等组成[3]的结构复杂的液态烃类混合物。当变压器内发生放电现象,油中的烷烃、环烷烃和芳香烃等烃类混合物发生分解,不同能量的放电产生的特征气体并伴有其他气体产生,根据产生的特征气体可以判断变压器内部发生的具体故障。 三比值法[1]是利用气象色谱分析结果中五种特征气体的三个比值(C2H2/C2H4、CH4/H2、C2H4/C2H6)来判断变压器内部故障性质。根据三比值法的编码规则,三比值法计算结果见表三 从表中特征值0、1、0判定氢气超标的原因为高湿度引起孔穴中的放电,而引起高湿度的原因在变压器生产过程中绝缘材料干燥彻底的情况下只有变压器运行中水分的进入。 所以根据我厂#1高公变在安装、运行过程中的具体情况对变压器油中氢气含量超标、乙炔二次污染分析如下: (1)#1高公变在电建安装过程中曾出现过气体继电器伸缩节法栏处渗油情况,于2005年10月10日更换新伸缩节后,渗油情况解决。在气体继电器伸缩节渗油期间水分、空气从渗油处进入变压器内,导致高公变在运行过程中油中氢气含量超出注意值。2006年2月5日对高公变进行热油循环48小时后,再检测氢气含量为9.99μL/ L,氢气含量超标问题解决。 (2)而乙炔的产生是由于使用的滤油机在滤油之前未对滤油机内部用合格变压器油进行冲洗,而且之前滤油机滤过其他油质。带内部残油进行滤油后的色谱分析里又出现3.23μL/ L的乙炔。重新滤油后再次做色谱分析,油内氢气、乙炔含量合格:氢气4.57μL/ L,乙炔0.00μL/ L。

变压器油中气体分析

变压器 TRANSFORMER 2000 变压器油中溶解气体的成分和含量 与充油电力设备绝缘故障诊断的关系 张利刚 摘要:介绍了通过分析变压器油中溶解气体的成分和含量以判断充油电力设备故障的机理和方法。 关键词:变压器;变压器油;气相色谱法;比值法 中图分类号:TM411;TM406 文献标识码:B 文章编号:1001-8425(2000)03-0039-04 Relation between the Composition & Contents of Dissolved Gases in Transformer Oil and Insulation Fault Diagnosis of Oil-Filled Power Equipment ZHANG Li-gang Abstract:The mechanism and method of estimating the oil-filled power equipment fault through analyzing the composition & contents of dissolved gases in transformer oil are introduced.

Key words:Transformer; Transformer oil; Gas Chromatography; Ratio method 1 前言 气相色谱法一直是国内外许多电力设备制造厂作为检验质量、开发新产品的有力工具。实践证明,用气相色谱法能有效地发现充油电力设备内部的潜伏性故障及其发展程度,而利用其他电气试验方法很难发现某些局部发热和局部放电等缺陷。故在1999年颁布执行的电力设备预防性试验规程中,把油中气体色谱分析放在“电力变压器及电抗器”试验的首位。某些变压器厂家在其产品中还装设了DGA(dissolved gas analysis,即溶解气体分析)自动检测报警系统。 2 故障分析的机理 充油的电力设备(如变压器、电抗器、电流互感器、充油套管和充油电缆等)的绝缘主要是由矿物绝缘油和浸在油中的有机绝缘材料(如电缆纸、绝缘纸板等)所组成。其中矿物绝缘油即变压器油,是石油的一种分 镏产物,其主要成分是烷烃(C n H 2n+2 )、环烷族饱和烃(C n H 2n )、芳香族不饱 和烃(C n H 2n-2 )等化合物。有机绝缘材料主要是由纤维素(C 6 H 10 O 5 ) n 构成。在 正常运行状态下,由于油和固体绝缘会逐渐老化、变质,会分解出极少 量的气体(主要有氢H 2、甲烷CH 4 、乙烷C 2 H 6 、乙烯C 2 H 4 、乙炔C 2 H 2 、一氧 化碳CO、二氧化碳CO 2 等7种)。当电力设备内部发生过热性故障、放电性故障或受潮情况时,这些气体的产量会迅速增加。表1列出气体的种类与外施能量的关系。 这些气体大部分溶解在绝缘油中,少部分上升在绝缘油的面上,例如变压器有一部分气体从油中逸出进入气体继电器(瓦斯继电器)。经验

变压器油中溶解气体的分析与故障判断

变压器油中溶解气体的分析与故障判断 随着变压器运行时间的延长,变压器可能产生初期故障,油中某些可燃性气体则是内部故障的先兆,这些可燃气体可降低变压器油的闪点,从而引起早期故障。 变压器油和纤维绝缘材料在运行中受到水分、氧气、热量以及铜和铁等材料催化作用的影响而老化和分解,产生的气体大部分溶于油中,但产生气体的速率是相当缓慢的。当变压器内部存在初期故障或形成新的故障条件时,其产气速率和产气量则十分明显,绝大多数的初期缺陷都会出现早期迹象,因此,对变压器产生气体进行适当分析即能检测出故障。 1、变压器油中的气体类别 气相色谱法正是对变压器油中可燃性气体进行分析的最切实可行的方法,该方法包括从油中脱气和测量两个过程。矿物油是由大约2871种液态碳氢化合物组成的,通常只鉴别绝缘油中的氢气(H2卜氧气(02)、氮气 (N2)、甲烷(CH4)、一氧化碳(C0)、乙烷(C2H6)、二氧化碳(C02)、乙烯(C2H4)、乙炔(C2H2)9种气体,将这些气体从油中脱出并经分析,证明它们的存在及含量,即可反映出产生这些气体的故障类型和严重程度。油在正常老化过程产生的气体主要是一氧化碳(C0)和二氧化碳(C02),油绝缘中存在局部放电时(如油中气泡击穿),油裂解 产生的气体主要是氢气(H2)和甲烷(CH4)。在故障温度高于正常运行温度不多时,产生的气体主要是甲烷 (CH4), 随故障温度的升高,乙烯(C2H2)和乙烷(C2H6)逐渐成为主要物征气体;当温度高于1000 C时(如在电弧弧道温度300 C以上),油裂解产生的气体中含有较多的乙炔(C2H2),如果故障涉及到固体绝缘材料时,会产生较多的一 氧化碳(CO)和二氧化碳(C02)。 2、如何判断电气设备的故障性质 运用五种特征气体的三对比值判断电气设备的故障性质: (1) C2H2/C2H4 < 0.1 0.1 v CH4/H2V 1 C2H4/C2H6 v 1时,属变压器已正常老化。 (2) C2H2/C2H4 < 0.1 CH4/H2 v 0.1 0.1v C2H4/C2H6v1 时,属低能量密度的局部放电,是含气空腔中的放电,这种空腔是由于不完全浸渍、气体饱和或高湿度等原因造成的。 (3) 0.1 v C2H2/C2H4v 1 CH4/H2v 0.1 0.1v C2H4/C2H6v1 时,属高能量密度的局部放电(除含气空腔的放电),导致固体绝缘的放电痕迹。 (4) 1 v C2H2/C2H4v 3 0.1 v CH4/H2v 1 C2H4/C2H6>3时,有工频续流的放电、线圈、线饼、线匝之间或线圈对地之间油的电弧击穿。

变压器油中含气量气相色谱分析方案

变压器油中含气量气相色谱分析方案 GC-2010变压器油专用色谱仪是我公司最新推出的一款专用于电力用绝缘油中溶解气体组份含量测定的专用气相色谱仪,仪器采用先进三检测器流程,配TCD检测器和两个FID检测器,一次进样,10分钟内即可完成绝缘油中溶解的7种气体组分含量的全分析。其中H2通过TCD检测;烃类气体(CH4、C2H4、C2H6、C2H2)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,特别是对C2H2的影响,缩短检测时间的同时也大大提高了检测灵敏度。 技术参数: 1、最小检测浓度(单位μL/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% 执行标准: 1、GB/T 17623-1998《绝缘油中溶解气体组分含量的气相色谱测定法》 2、GB/T 7252-2001《变压器油中溶解气体分析和判断导则》 流程图: 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。 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。

GC-2010变压器油专用色谱仪配置清单 1 色谱主机GC-2010气相色谱仪1套 2 进样器填充柱液体进样口(PIP)2个 3 转化器甲烷化转化器1个 4 检测器1 氢火焰检测器(FID)2套 5 检测器2 热导检测器(TCD)1套 6 色谱柱φ3×1m 不锈钢3根 7 气源氮空氢气体发生器1套 8 振荡仪自动加热振荡仪1套 9 色谱工作站变压器油分析专用1套 GC-2010变压器油专用色谱仪广泛应用于铁路电力系统、国家电网,学校教学等。

应用油中溶解气体分析法判断变压器故障参考文本

应用油中溶解气体分析法判断变压器故障参考文本 In The Actual Work Production Management, In Order To Ensure The Smooth Progress Of The Process, And Consider The Relationship Between Each Link, The Specific Requirements Of Each Link To Achieve Risk Control And Planning 某某管理中心 XX年XX月

应用油中溶解气体分析法判断变压器故 障参考文本 使用指引:此安全管理资料应用在实际工作生产管理中为了保障过程顺利推进,同时考虑各个环节之间的关系,每个环节实现的具体要求而进行的风险控制与规划,并将危害降低到最小,文档经过下载可进行自定义修改,请根据实际需求进行调整与使用。 1 根据油中溶解气体进行变压器故障诊断 变压器油是由具有不同键能的化学键键合在一起的碳 氢化合物分子组成的。它作为良好的介质材料在变压器中 起绝缘、散热、灭弧等作用,并有其特殊的性能。 在正常运行条件下,变压器油和固体绝缘材料由于受 到电场、热、水分、氧的作用,随时间而发生速度缓慢的 老化现象,产生少量的氢、低分子烃类气体和碳的氧化物 等。 当变压器在故障状态下运行时,故障点周围的变压器 油温度升高,其化学键断裂,形成多种特征气体。因不同 键能的化学键在高温下有不同的稳定性,根据热力动力学

原理,油裂解时生成的任何一种气体,其产气速率都随温度而变化,在一特定温度下达到最大值。随着温度的上升,最大值出现的顺序是:甲烷(CH4)、乙烷(C2H6)、乙烯(C2H4)、乙炔(C2H2)。在温度高于1 000℃时,还有可能形成碳的固体颗粒及碳氢聚合物。故障下产生的气体通过运动、扩散、溶解和交换,将热解气体分子传递到变压器油的各部分。 油中溶解气体分析法就是根据故障下产气的累计性、故障下的产气速率和故障下产气的特性来检测与诊断变压器等充油电气设备内部的潜伏性故障的。 2 采用色谱法分析变压器故障的注意事项 (1) 发现特征气体组分含量增长时,应缩短跟踪分析周期,并结合历史数据、产气速率、负荷情况、电气试验、新投运设备出厂前的状况、检修工艺流程等,确定故障是由于电路还是磁路或是其它原因,如辅助设备、设备材

油中气体分析技术综述

变压器油色谱在线监测 目前110kV及以上等级的大型电力变压器及电抗器主要采用油纸绝缘结构。绝缘油同时承担着绝缘介质和冷却媒质两方面的作用。在热和电的作用下,绝缘油会逐渐老化、分解而产生各种低分子烃、氢气以及有机酸和石蜡等。而以纤维素为基础的固体绝缘材料(纸和纸板)发生劣化分解时,除释放出水、醛类、酮类和有机酸外,还会产生相当数量的一氧化碳和二氧化碳。 变压器油中溶解的各种气体分析的相对数量形成速度主要取决于故障能量的释放形式以及故障的严重程度,所以根据色谱分析结果可以进一步判断设备内部是否存在异常,推断故障类型及故障能量等。对变压器油中溶解气体的分析是变压器故障诊断采用的基本方法,通过对其的分析能够发现变压器的过热、局部放电等潜伏性故障。 气相色谱分析具有选择性好、分离性高、分离时间快(几分钟到几十分钟)、灵敏度高和适用范围广等优点。但常规的色谱分析是一套庞大、精密而复杂的检测装置。整个分析时间长,需熟练的试验人员,对环境的要求高,整套设备体积较大,只适用于在试验室内进行检测。且油样从现场采集后运送到试验室进行分析,不仅耗时而且采样、运输、保存过程中还会引起气体组份的变化,更不能做到实时在线监测。为了实现在线监测油中气体分析,需要简化色谱分析装置,使之适用于在线监测和现场检测[2]。 变压器油中溶解气体在线监测原理如图1-1-1所示[3]。 图1-1-1. 变压器油中溶解气体在线监测系统结构框图监测过程可分为以下4部分: a.进行油气分离,从油中分离出需要检测的混合气体; b.利用气体分离技术把几种气体分离,再用气体检测器把气体浓度信号转

换成电压或电流信号; c.数据采集系统进行A/D转换,将电压或电流信号转换成数字信号,并上 传到工作站; d.工作站软件根据各种气体的含量对变压器运行状态进行评估,预测变压 器潜伏性故障。 在变压器溶解多种气体检测中,油中汲取气体是一个重要环节。英国中央发电局(CEGB)认为产生测量误差的原因多半是在脱气阶段。实现变压器油中多种气体在线监测,油气分离模块必须能在线、自动分离出油中溶解多种(至少六种以上)气体,并且不对变压器油箱中的油形成污染,另外油气平衡时间相对较短,一般应小于24小时,对于一些变压器运行过程中出现“紧急情况”需在线监测系统来自动看护,如内部故障发展速度较为迅速,还需要在线监测系统油气分离时间达到2小时,甚至更短。另外,油气分离的关键元件使用寿命应能满足在线监测产品正常使用,一般情况下应大于六年。 1.1.1几种常用的油气分离方法 目前油气分离技术按其取气方法可分为高分子聚合物分离方法、真空泵法、油中吹气法等几大类,其中平板分离膜、毛细管、血液透析装置、中空纤维等都属于高分子聚合物分离方法的不同运用形式。美国Sevenron公司就采用医学上的血液透析装置,研制出TrueGas变压器油中溶解气体在线监测系统。该方法透气快,效果好,但此种装置价格昂贵,在我国使用较少。目前应用比较多的几种在线油气分离方法主要有平板高分子透气膜法、真空脱气法、载气脱气法、动态顶空平衡法、动态顶空脱气法和中空纤维脱气法几种。 1.平板高分子透气膜法 这种方法的原理是利用某些合成材料薄膜(如聚酰亚胺、聚四氟乙烯、氟硅橡胶等)的透气性,让油中所溶解的气体经薄膜透析到气室里。当渗透时间相当长后,透析到气室的气体浓度c将达到稳定,它与油中溶解气体的浓度v 之间的关系如图1-1-3所示。这样,测出气室中的各气体浓度就可以换算出油中气体的含量。

绝缘油溶解气体的在线色谱分析

绝缘油溶解气体的在线色谱分析 一、气相色谱分析及在线监测方法简介 油中溶解气体分析就是分析溶解在充油电气设备绝缘油中的气体,根据气体的成分、含量及变化情况来诊断设备的异常现象。例如当充油电气设备内部发生局部过热、局部放电等异常现象时,发热源附近的绝缘油及固体绝缘(压制板、绝缘纸等)就会发生过热分解反应,产生CO2、CO、H2和CH4、C2H4、C2H2等碳氢化合物的气体。由于这些气体大部分溶解在绝缘油中,因此从充油设备取样的绝缘油中抽出气体,进行分析,就能够判断分析有无异常发热,以及异常发热的原因。气相色谱分析是近代分析气体组分及含量的有效手段,现已普遍采用。图4-7所示为油色谱分析在线监测的原理框图。 图4-7 油色谱分析在线监测原理框图 进行气相色谱分析,首先要从运行状态下的充油电气设备中取油样,取样方法和过程的正确性,将严重影响到分析结果的可信度。如果油样与空气接触,就会使试验结果发生一倍以上的偏差。因此,在IEC和国内有关部门的规定中都要求取样过程应尽量不让油样与空气接触。其次,要从抽取的油样中进行脱气,使溶解于油中的气体分离出来。脱气方法有多种,常用的是振荡脱气法,即在一密闭的容器中,注入一定体积的油样,同时再加入惰性气体(不同于油中含有的待测气体),在一定温度下经过充分振荡,使油中溶解的气体与油达到两相动态平衡。于是就可将气体抽出,送进气相色谱仪进行气体组分及含量的分析。 常规的油色谱分析法存在一系列不足之处,不仅脱气中可能存在较大的人为误差,而且监测曲线的人工修正法也会加大误差,从取油样到实验室分析,作业程序复杂,花费的时间和费用较高,在技术经济上不能适应电力系统发展的需要;监测周期长,不能及时发现潜伏性故障和有效的跟踪发展趋势;因受其设备费用和技术力量的限制,不可能每个电站都配备油色谱分析仪,运行人员无法随时掌握和监视本站变压器的运行状况,从而会加大事故率。因此,国内外不仅要定期作以预防性试验为基础的预防性检修,而且相继都在研究以在线监测为基础的预知性检修策略,以便实时或定时在线监测与诊断潜伏性故障或缺陷。 绝缘油气相色谱在线监测主要解决油气分离问题,目前在线监测油气分离采用的是不渗

浅谈变压器油的气相色谱分析

浅谈变压器油的气相色谱分析 一、色谱分析在绝缘监督中的作用在电气试验中,通过气相色谱分析绝缘油中溶解气体,能尽早的发现充油电气设备内部存在的潜伏性故障,是绝缘监督的一种重要手段。这一检测技术可以在设备不停电的情况下进行,而且不受外界因素的影响,可定期对运行设备内部绝缘状况进行监测,确保设备安全可靠运行。变压器大多采用油纸复合绝缘,当内部发生潜伏性故障时,油纸会因受热分解产生烃类气体。含有不同化学键结构的碳氢化合物有着不同的热稳定性,绝缘油随着故障点的温度升高依次裂解产生烷烃、烯烃和炔烃。在正常情况下,充油电气设备内的绝缘油及有机绝缘材料,在过热或电的作用下会逐渐老化和分解,产生少量的低分子烃类气体和一氧化碳及二氧化碳气体,这些气体大部分溶解于油中。当充油电器内部存在潜伏性过热和放电性故障时,就会加快这些气体的产生速度,随着故障的发展,分解出的气体形成气泡在油中对流、扩散,不断溶解在油中。故障气体的组成及含量与故障类型和故障严重程度关系密切。因此,在变压器运行过程中,定期做油的色谱分析,能尽早发现设备内部的潜伏性故障,以避免设备发生故障或事故损失。二、实例变压器内部放电性故障产生的特征气体主要是乙炔。正常的变压器油中不含这种气体,如果变压器油中这种气体增长很快,说明该变压器存在严重的放电性故障。某公司送来两台运行中变压器的油样,经色谱分析,其中一台有C2H2气体(4.9PPm),5天后他们再次送来该台变压器油样检测,乙炔含量猛增到12.8PPm,见表1。 表1 从上表可以看出,总的烃类气体不高,惟有乙炔气体超过注意值。氢气含量也比较高。我们分析该变压器内可能存在放电性故障,要他们回去检查,果然发现是分接开关拨叉电位悬浮引起放电,经过处理,避免了事故的发生。还有一次,某电站送来升压变压器油样,经色谱分析烃类气体含量均在注意值范围内,惟有氢气含量高达345ppm,见表2。我们分析该变压器可能有进水现象。经检查,果然发现该变压器进水受潮,经处理,避免了绝缘击穿事故的发生。 表2 变压器油的气相色谱分析在绝缘监督中具有很重要的作用:第一,可检测设备内部故障,预报故障的发展趋势,使实际存在的故障得到有计划且经济的检修,避免设备损坏和无计划的停电;第二,当确诊设备内部存在故障时,要根据故障的危害性、设备的重要性、负荷要求和安全及经济来制定合理的故障处理措施,确保设备不发生损坏;第三,对于已发生事故的设备,有助于了解设备事故的性质和损坏程度,以指导检修。三、气相色谱分析过程气相色谱分析是一种物理分离分析技术,分析程序是先将取样变压器油经真空泵脱气装置将溶解

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