Почему хроматографический анализ так важен для трансформаторного масла?

Внутренние неисправности трансформаторов в основном включают локальный перегрев и частичные разряды. Эти неисправности вызывают окисление и разложение окружающего изоляционного масла и твердых изоляционных материалов с выделением газов. Большая часть этих газов растворяется в изоляционном масле или находится во взвешенном состоянии в воздушных зазорах изоляционных материалов. Метод хроматографического анализа масла исследует состав и концентрацию растворенных газов в пробах рабочего масла. Оценивая компоненты газов и их концентрации, можно выявить потенциальные неисправности трансформатора и их характер. Это позволяет принять эффективные меры для устранения потенциальных опасностей на ранней стадии, предотвращая крупные аварии.

Опыт эксплуатации и соответствующие данные показывают, что газохроматографический анализ трансформаторного масла включает анализ двух типов возможных внутренних неисправностей трансформаторов во время работы: локального перегрева и частичных разрядов. Этот анализ определяет характер и серьезность потенциальных неисправностей. Согласно Руководству по анализу и оценке растворенных газов в трансформаторном масле, газохроматографический анализ изоляционного масла является обязательным перед вводом в эксплуатацию высоковольтных силовых трансформаторов большой мощности и высоковольтных измерительных трансформаторов.

Поэтому для вновь построенных или расширенных подстанций газохроматографический анализ масла проводится до ввода оборудования в эксплуатацию. Кроме того, во время эксплуатации периодический газохроматографический анализ изоляционного масла в трансформаторах и измерительных трансформаторах необходим для своевременного выявления и устранения проблем.

Отбор проб масла

При проведении хроматографического анализа растворенных газов в трансформаторном масле важным этапом является получение пробы масла. Проба должна быть репрезентативной, а метод отбора должен предотвращать улетучивание растворенных газов. Идеальный отбор проб должен соответствовать следующим условиям:

1. Используемый стеклянный шприц должен быть хорошо герметизирован.
2. Воздух должен быть полностью изолирован во время отбора проб, и после отбора не должно происходить утечки газа или подсоса воздуха.
3. Материал должен быть химически стабильным, устойчивым к повреждениям и пригодным для хранения и транспортировки.
4. Как правило, для отбора проб используется стеклянный шприц объемом 100 мл.
5. Шприц перед использованием необходимо очистить и высушить, его поршень должен свободно перемещаться без заеданий.
6. Пробы следует отбирать из пробоотборного клапана в нижней части оборудования.
7. Остаточное масло в пробоотборном клапане следует максимально слить, а окружающий мусор очистить.
8. Соединение для отбора проб должно быть надежным, в системе не должно быть утечек масла или газа.
9. Воздух внутри пробоотборной емкости и соединительной системы должен быть удален перед отбором пробы.
10. Во время отбора пробы масло должно плавно поступать в емкость без разбрызгивания, пузырения или пенообразования.
11. После отбора пробы закройте сливной клапан масла, снимите шприц, загерметизируйте отверстие, промаркируйте его и как можно скорее проведите хроматографический анализ.

Анализ и диагностика газов в масле

Основная задача диагностики неисправностей трансформатора с помощью газовой хроматографии — определить характер неисправности: связана ли она с перегревом или разрядом, и находится ли неисправность на открытом металле или затрагивает твердую изоляцию. Основываясь на химических принципах образования газов при пиролизе изоляционного масла и бумаги, очевидно, что локальная плотность энергии (или температура) источника неисправности тесно связана со степенью ненасыщенности образующихся углеводородных газов. Таким образом, характеристики состава газов, образующихся при неисправности, могут определить характер неисправности.

Метод анализа характеристик газов является относительно простым подходом, который помогает определить общий характер неисправности. При нормальной работе трансформатора изоляционное масло и твердые изоляционные материалы постепенно окисляются и разлагаются под влиянием электромагнитных полей и температуры, производя следовые количества водорода (H₂), низкомолекулярных углеводородов и оксидов углерода. Газохроматографический анализ определяет тип неисправности на основе концентрации этих газов в изоляционном масле. Внутренние неисправности трансформаторов, как правило, можно разделить на два типа: неисправности, связанные с перегревом, и неисправности, связанные с разрядами.

Компания Kingrun Transformer Instrument Co., Ltd.