(贵州电网有限责任公司铜仁供电局贵州铜仁554300)
摘要:正常情况下,变压器内部的变压器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低分子烃类、一氧化碳及二氧化碳气体,这些气体大部分溶解在油中,当变压器存在潜伏性故障时就会加快产生。变压器色谱分析就是分析油中溶解气体的试验,通过分析油中气体含量的变化尽早发现变压器存在的潜伏性故障。文章就重点展开对这一技术应用情况的分析。
关键词:状态检修;变压器;油色谱分析技术
一、设备状态检修的意义及现状
1、意义。其一,保障用电安全,用电安全无疑是电力行业的第一宗旨和第一要义,电力企业所有的工作都要以保障用电安全为前提,其实所有的行业都是如此,安全是前提,没有安全其他的工作都是空谈,配电设备的运行状态管理和检修质量是保障用电安全的重要方面。其二,保障供电正常,电力企业第二重要的目标就是能够为用户提供连续地正常地供电,这也是电力企业发展的基础,正是因为市场上的用户对电有着源源不断的需求,电力行业才得以存在得以维持,配电设备作为电力供给的重要一环,其设备运行质量直接决定电力供给质量。第三,保障企业效益,这里不仅包括供电企业,也包括所有用电企业,如果一家企业因为断电而停止生产,损失是不可估量的,而供电企业不能提供很好的服务,在市场上存在的价值全无,经济效益更是全无。
2、油色谱在线技术发展现状
2.1单组份在线监测设备。单组份监测设备在监测中不能及时反映故障类型,尤其当监测的气体为氢气时,单组份在线监测设备就无法判断设备是否有故障存在,及故障的类型。这是因为虽然氢气大部分是由电气缺陷和油品高温裂解产生所产生,变压器在运行过程中,金属材质就会吸附一定量的氢,然后在设备工作过程中扩散出来,而单组份在线监测设备就会误报警,这种情况时常发生,让其在线监测的准确性降低。
2.2多组份的在线监测设备。多组份的在线监测设备可以进行多重分析,二氧化碳是该检测设备老化的重要指标,对其进行检测非常有必要。在设备运行过程中,绝缘油受到温度、电场、氧气、水分以及金属材质的作用,发生氧化分解反应,此时则会产生二氧化碳、氢气等气体。据统计,在国内过热性故障出现次数最多,而过热故障发生的同时,会产生较多的一氧化碳和二氧化碳气体,并且随着温度的升高,其浓度不断增加,所以该种气体成为变压器故障判断的主要依据,再结合氢气的变化,可以准确的分析出设备是否存在故障,能够预防生产事故,及时维修设备。
二、设备状态检修中在线监测系统的原理
变压器油色谱能够对其安全状况进行自动检测,其具有相应的系统,并且不影响其变压器的运行。其所囊括的单元非常繁多,包括油气分离、数据采集、色谱分离、现场控制、气体检测等等,以及相关的通信控制、监控软件、主站单元、辅助单元等。其中油气分离、色谱分离、气体检测是其最为关键部分。
1、油气分离单元。油气分离单元最重要的工作是将油中的气体分离出来,采用的方法是平衡溶液法。其主要的操作步骤是在恒温条件下,通过相应装置将内部空间抽为真空,并将样品倒入其中,从而将油气分离出来。气泵鼓泡的工作相当于搅拌,能够让两者充分溶解,并达到平衡,其与实验室的脱气方法有异曲同工之处,增加了数据的可比性。
2、色谱分离单元。该单元的主要组成部分便是色谱柱,通过色谱柱对样品进行监测。其主要是将气体样品注入色谱柱,通过色谱柱不同的吸附能力,让其呈现出不同的状态,并结合不同的固定的分配系数,对其组成进行分离。该方法应用起来简单,但是准确性较高。
3、气体检测单元。此监测单元主要是是脱出气体。溶于油的气体需要通过色谱柱进行分离,通过相应的检测仪器,对其气体含量进行精准检测。光谱型半导体气敏检测器的检测原理是吸附在半导体气敏元件表面的氧气生成电子捕获态样氧离子,其表面捕获的电荷使半导体的能带发生弯曲耗尽了表面的移动载流子,从而能够让其分解出可燃气体,并通过氧化反应,让其内在的电子得以释放,从而减少相应的电阻数。依据所检测的电阻数,以及相应的数值,对其进行相应处理,从而得出相应成分和总烃含量。
三、设备状态检修中异常的判断
1、电力变压器的漏油故障诊断。电力变压器出现漏油故障,不仅会在一定程度上污染自然环境,而且还会增大电力变压器在工作过程中的风险,从而引发安全事故。因此,重视对电力变压器漏油故障的诊断是十分必要的。常见的漏油情况有以下几种:油箱焊接接口处出现渗油、漏油问题;电力变压器中的防爆管出现漏油问题。第一种漏油现象是比较常见的,大多数是由于设备的长期磨损而造成的,可以通过铁板对漏油处进行补焊操作,但是在补焊过程中要注意,需要根据漏油口的大小裁取适当尺寸的三角形铁板。而对于第二种漏油问题来说,则需要对防爆管进行拆除操作,然后再改装设备内部的压力阀门,从而消除漏油故障。
2、电力变压器铁心的多处接地故障。对于电力变压器的铁心而言,它的设计标准是,只需要一处铁心接地即可。如果在电力变压器中出现铁心多处接地的现象,就会在很大程度上影响电力变压器的工作效率。常见的故障维修方法是,使用直流电流进行冲击或者直接减掉不需要的接地线。使用直流电流进行冲击的工作原理是,先把电力变压器铁心上接地的供电线路全部减掉,然后再用直流电压对油箱和铁心进行冲击,经过反复的冲击,就能把不需要的接地线路烧毁,从而解决铁心出现多处接地的故障。
3、接头处温度过高。当电力变压器的接头处出现温度过高的问题时,电力变压器就会立刻停止工作,一旦出现这一情况,就需要重新对电路进行连接。当前我国电力变压器的接口处大都是由铜质材料制成的,为避免在使用铜质导线或者铝制导线进行连接时发生电解现象,就需要在导线的另一端使用铝制材料的触头。就当前我国在处理电力变压器线路断路这一故障的现状来看,用的都是比较普通的连接方式,使用工具将需要连接的部分锉成平面,在保证连接处清洁的基础上把导电膏覆盖在上边,保证线路能够通电即可。
四、变压器油色谱在线监测方法的应用
某变电所主变油中总烃含量超过注意值,为了对其数据进行实时监测,安装了MGA2000-6H变压器油色谱对其进行监测。其可以检测H2、CH4、C2H6、C2H4、C2H2、CO等气体。如图1为离线和在线油色谱记录的数据。通过检测的数据和记录,我们可以得知,离线油色谱数据的变化呈现出一定的趋势,其变化愈渐平缓。但是,我们通过对其绝对值得观察,可以发现两者的差异较大。所记录的情况也表明在线色谱数据的稳定性较好,连续性也呈现出不错的态势,能够对其运行情况给予准确反映。在线油色谱监测系统还能够对数据进行分析,对其可能存在的故障予以判断。
结束语
油色谱在线监测系统的应用,能够从最大程度上保证变压器的稳定性,能够节省相应的人力支出,减少取样的频繁性,在提高工作效率和质量方面所发挥的作用不可替代。但与此同时,我们也需要认识到,油色谱在日常应用中也存在一些问题。这就需要技术人员对其进行深入研究,对其进行改进,为变压器的状态监测提供更加可靠的数据支持,让变压器的应用为人们的生产、生活提供保障。
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