Kromatográfok és felhasználásuk az energiaiparban

Az anyagkeverékek kromatográfiás elválasztására és elemzésére szolgáló készüléket kromatográfnak nevezzük... A kromatográf a következőkből áll: mintabevezető rendszerből, kromatográfiás oszlopból, detektorból, regisztráló és termosztatikus rendszerből, valamint a szétválasztott komponensek fogadására szolgáló eszközökből. A kromatográfok folyadékok és gázok, a mozgófázis aggregált állapotától függően. Leggyakrabban előhívó kromatográfiát alkalmaznak.

A kromatográf a következőképpen működik. A vivőgázt folyamatosan táplálják a ballonból a kromatográfiás oszlopba változó vagy állandó sebességű nyomás- és áramlásszabályozókon keresztül. Az oszlopot termosztátba helyezzük és megtöltjük szorbenssel. A hőmérsékletet állandóan tartják, és 500 °C-ig terjed.

A folyékony és gáznemű mintákat fecskendővel fecskendezik be. Az oszlop a többkomponensű keveréket több bináris keverékre választja szét, amelyek mind a hordozót, mind az egyik elemzett komponenst tartalmazzák. Attól függően, hogy a bináris keverékek komponensei milyen mértékben szorbeálódtak, a keverékek meghatározott sorrendben kerülnek a detektorba.A detektálási eredmény alapján rögzítjük a kimeneti komponensek koncentrációjának változását. A detektorban végbemenő folyamatokat elektromos jellé alakítják, majd kromatogram formájában rögzítik.

Az elmúlt tíz évben széles körben elterjedt az energiaiparban. transzformátorolaj kromatográfiás elemzése, amely jó eredményeket mutat a transzformátorok diagnosztikájában, segít az olajban oldott gázok azonosításában és a transzformátor hibáinak meghatározásában.

A villanyszerelő csak mintát vesz transzformátor olaj, szállítja a laboratóriumba, ahol a vegyszerszolgálat munkatársa kromatográfiás analízist végez, amely után a kapott eredményekből hátra van a helyes következtetések levonása és annak eldöntése, hogy a transzformátort használjuk-e tovább, vagy javításra, cserére szorul.

A transzformátorolaj gáztalanításának módjától függően többféleképpen is lehet mintát venni. Ezután nézzük meg a két legnépszerűbb módszert.

Ha a gáztalanítást vákuummal végzik, a mintát lezárt 5 vagy 10 ml-es üvegfecskendőkbe veszik. A fecskendő feszességének ellenőrzése a következőképpen történik: húzza a dugattyút a végére, szúrja be a tű végét a dugóba, nyomja meg a dugattyút a fecskendő közepéig húzva, majd merítse a dugót a beleszúrt tűvel, a fecskendővel együtt félig lenyomott dugattyúval, víz alatt. Ha nincsenek légbuborékok, a fecskendő szoros.

A transzformátor elágazó csővel rendelkezik az olajmintavételhez.Az elágazó csövet megtisztítják, bizonyos mennyiségű pangó olajat leengednek, a fecskendőt és az olajleszívó berendezést olajjal átmossák, majd mintát vesznek. A mintavételi művelet a következő sorrendben történik. Egy 7 dugóval ellátott 5 póló csatlakozik az 1 leágazó csőhöz a 2 csővel, a 3 cső pedig egy 4 csaphoz.

A transzformátor szelepet kinyitják, majd kinyitják a 4-es csapot, ezen keresztül legfeljebb 2 liter transzformátorolajat engednek le, majd elzárják. A 6 fecskendő tűjét átszúrjuk az 5 póló 7 dugóján, és a fecskendőt megtöltjük olajjal. Nyissa ki egy kicsit a 4-es szelepet, nyomja ki az olajat a fecskendőből - ez a fecskendő mosása, ezt az eljárást 2-szer megismételjük, majd vegyen olajmintát egy fecskendőbe, vegye ki a dugóból, és dugja be egy előkészített dugóba.

Zárja el a transzformátor szelepét, távolítsa el az olajelszívó rendszert. A fecskendőn fel van tüntetve a dátum, a mintát vevő alkalmazott neve, a helyszín neve, a transzformátor jelölése, az olajvétel helye (tartály, bemenet), majd a fecskendőt a egy speciális tartály, amelyet a laboratóriumba küldenek. A jelölés gyakran rövidített formában történik, és a dekódolást rögzítik a naplóban.

Ha az oldott gázok részleges leválasztását tervezzük, a mintát egy speciális olajgyűjtőben veszik. A pontosság nagyobb lesz, de nagyobb mennyiségű olajra lesz szükség, akár három literre is. Az 1 dugattyú kezdetben lesüllyed a fenékre, a 3 hőmérséklet-érzékelővel ellátott 2 buborék zárt 4 szelep mellett az 5 furatba van csavarva, míg a 6 szelep zárva van. A 8 dugó lezárja az olajteknő alsó részén lévő 7 lyukat.A mintát a transzformátor raklaphoz csatlakoztatott dugóval lezárt 9 fúvókából veszik. Lecsepegtetjük 2 liter olajat.

Az elágazó csőre egy hollandi anyával ellátott cső csatlakozik 10. Az anyával való csatlakozás felfelé irányul, ami lehetővé teszi az olaj apránkénti, másodpercenként legfeljebb 1 ml-es lefolyását. A 2 buborék kifordul, és a 11 rudat a 7 nyíláson keresztül az 1 dugattyúhoz nyomják, felemelve azt. Az olajgyűjtőt elforgatva a 10 anyát az 5 furathoz kell csavarni, amíg az olaj meg nem folyik.

Az olajleválasztót fél liter/perc sebességgel töltik fel transzformátorolajjal. Amikor az 1 dugattyú 12 fogantyúja megjelenik a 7 furatban, a 8 dugót a helyére szerelik, a 7 furatnál. Az olajellátás megszakad, a tömlő nincs leválasztva, az olajgyűjtő megfordul, a 10 szerelvény le van választva, biztosítva van, hogy az olaj elérje az 5-ös fúvókát, a 2-es buborék a helyére van csavarva, a 4-es szelepet zárni kell. Az olajgyűjtőt a laboratóriumba küldik kromatográfiás elemzésre.

A mintákat az elemzésig legfeljebb egy napig tároljuk. A laboratóriumi elemzés lehetővé teszi, hogy az oldott gázok mennyiségének a normától való eltérését mutató eredményeket kapjunk, amelyek kapcsán az elektrotechnikai szolgálat dönt a transzformátor további sorsáról.

A kromatográfiás elemzés lehetővé teszi az oldott olaj tartalmának meghatározását: szén-dioxid, hidrogén, szén-monoxid, valamint metán, etán, acetilén és etilén, nitrogén és oxigén. Leggyakrabban etilén, acetilén és szén-dioxid jelenlétét elemzik. Minél kisebb az elemzett gázok mennyisége, annál kevésbé észlelhető a kezdődő meghibásodások változatossága.

Jelenleg a kromatográfiás elemzésnek köszönhetően a transzformátor meghibásodásának két csoportja azonosítható:

• Szigetelési hibák (kisülések a papír-olaj szigetelésben, a szilárd szigetelés túlmelegedése);

• A feszültség alatt álló részek hibái (a fém túlmelegedése, olajba szivárgás).

Az első csoport hibáit szén-monoxid és szén-dioxid felszabadulás kíséri. A szén-dioxid koncentrációja a nyitott légző transzformátorok állapotának és a transzformátorolaj nitrogénvédelmének kritériuma. Meghatározták a kritikus koncentrációértékeket, amelyek lehetővé teszik az első csoport veszélyes hibáinak értékelését; speciális asztalok vannak.

A második csoportba tartozó hibákra jellemző, hogy az olajban acetilén és etilén képződik, valamint kísérőgázként hidrogén és metán.

A legnagyobb veszélyt az első csoportba tartozó hibák jelentik, amelyek a tekercsek szigetelésének károsodásához kapcsolódnak. Már a hibahelyen enyhe mechanikai hatás esetén is kialakulhat egy ív. Az ilyen transzformátorok elsősorban javításra szorulnak.

A szén-dioxid azonban más okokból is keletkezhet, amelyek nem a tekercsek meghibásodásával kapcsolatosak, például az olaj elöregedése vagy a hűtőrendszer meghibásodásával járó gyakori túlterhelés és túlmelegedés. nitrogén helyett tévedésből dioxid kerül a hűtőrendszerbe, ezért a következtetések levonása előtt fontos figyelembe venni a kémiai analízis és az elektromos vizsgálati adatokat. Összehasonlíthatja egy hasonló, hasonló körülmények között működő transzformátor kromatográfiás elemzési adatait.

A diagnosztika során a szigetelés helye sötétbarna színű lesz, és egyértelműen kiemelkedik a teljes szigetelés általános hátteréből. Lehetséges szivárgásnyomok a szigetelésen elágazó hajtások formájában.

A szilárd szigetelés közelében elhelyezkedő feszültség alatti csatlakozások hibái a legveszélyesebbek. A szén-dioxid-koncentráció növekedése azt mutatja, hogy a szilárd szigetelés befolyásolja, még inkább, ha összehasonlítjuk egy hasonló transzformátor analitikai adatait. Mérje meg a tekercsek ellenállását, határozza meg a meghibásodást. Az ilyen hibákkal rendelkező transzformátorokat, valamint az első csoport hibáit mindenekelőtt meg kell javítani.

Abban az esetben, ha a szén-dioxid normál koncentrációja túllépi az acetilént és az etilént, a mágneses áramkör vagy a szerkezet egyes részei túlmelegednek. Egy ilyen transzformátort a következő hat hónapon belül nagyjavításra szorulnak. Fontos figyelembe venni más okokat is, például a hűtőrendszer meghibásodásával kapcsolatos.

A második csoportba tartozó azonosított károsodást szenvedett transzformátorok javítási munkái során szilárd és viszkózus olajbomlástermékeket találnak a károsodási helyeken, ezek fekete színűek. Amikor a transzformátort a javítás után újraindítják, a javítást követő első hónapon belüli gyors elemzés nagy valószínűséggel kimutatja a korábban észlelt gázok jelenlétét, de koncentrációjuk sokkal alacsonyabb lesz; a szén-dioxid koncentráció nem fog növekedni. Ha a koncentráció növekedni kezd, a hiba megmarad.

Az olajfilm védelemmel ellátott transzformátorokat és más transzformátorokat, amelyeknél az elemzés nem erősíti meg a szilárd szigetelés feltételezett károsodását, fejlett oldott gázkromatográfiás elemzésnek kell alávetni.

A szilárd szigetelés károsodása, amelyet gyakori kisülések kísérnek, a károsodás legveszélyesebb fajtája. Ha két vagy több gázkoncentráció arány jelzi, a transzformátor további üzemeltetése kockázatos és csak a gyártó engedélyével megengedett, a hiba a szilárd szigetelést nem érintheti.

A kromatográfiás elemzést kéthetente megismételjük, és ha három hónapon belül az oldott gázkoncentrációk aránya nem változik, akkor a merev szigetelés nem változik.

A gázkoncentráció változásának sebessége is hibákra utal. Az olajba való gyakori kibocsátások esetén az acetilén havonta legalább 0,004-0,01%-kal, havonta pedig 0,02-0,03%-kal növeli koncentrációját, ha gyakori kibocsátások szilárd szigetelésbe. Túlmelegedés esetén az acetilén és a metán koncentrációjának növekedési üteme csökken, ebben az esetben szükséges az olaj gáztalanítása, majd félévente egyszeri elemzése.

Az előírások szerint a transzformátorolaj kromatográfiás elemzését félévente, a 750 kV-os transzformátorokat pedig két héttel az üzembe helyezés után kell elemezni.

Transzformátorolaj laboratóriumi vizsgálata kémiai kromatográfiás elemzéshez

A transzformátorolaj kromatográfiás elemzéssel történő hatékony diagnosztizálása ma lehetővé teszi a transzformátorok költséges karbantartásával kapcsolatos munka mennyiségének csökkentését számos energiarendszerben.A szigetelési jellemzők méréséhez már nem szükséges leválasztani a hálózatokat, elég egy mintát venni a transzformátorolajból.

Tehát a transzformátorolaj kromatográfiás analízise napjainkban nélkülözhetetlen módszer a transzformátor hibáinak megfigyelésére azok megjelenésének legkorábbi szakaszában, lehetővé teszi a hibák várható jellegének és kialakulásuk mértékének meghatározását. az olajban oldott gázok koncentrációival és növekedési ütemével, összehasonlítva azokat a határértékekkel. A 100 kV-os és nagyobb feszültségű transzformátorok esetében az ilyen elemzést legalább félévente el kell végezni.

A kromatográfiás elemzési módszerek teszik lehetővé a szigetelők károsodásának mértékét, az áramot vezető részek túlmelegedését és az elektromos kisülések jelenlétét az olajban. A transzformátor szigetelésének várható meghibásodásának mértéke alapján, a sorozatos elemzések után kapott adatok alapján felmérhető a transzformátor üzemen kívül helyezése és javításra helyezése. Minél korábban azonosítják a kialakuló hibákat, annál kisebb a véletlen károsodás kockázata, és annál kisebb lesz a javítási munka volumene.