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变压器油色谱在线监测的应用

  介绍了变压器油色谱在线监测装置的原理,分析了影响在线监测数据准确性和稳定性的因素,并提出了相应的解决方案。领域的实际应用表明,反复对在线和离线数据进行了比较,趋势是一致的,从根本上是一致的。
  年来,各国和国外相继寻求在线监测变压器油色谱的方法和装置。
  在,已经启动了针对多种气体的在线监测设备并投入使用。过分析溶解在变压器油中的成分和特征气体含量,它被认为是充油变压器故障分析的主要方法之一,也被称为色谱检测技术。压器油。规油色谱法是一种离线检测方法。种方法,整个操作过程复杂,成本高,检测周期长,操作人员不能总是掌握变压器的工作状态。图1所示。装在变压器旁的油气分离装置将样气与变压器绝缘油分离,样气由油分离单元的定量装置收集气体,然后将各种特征性气体(例如CO,CO2,H2,CH4,C2H2,C2H4,C2H6等)分离后,依次流经气体检测单元,检测单元气体将气体含量转换为电压或电流信号,数据采集系统执行A / D转换以将电压或电流信号转换为数字信号,并将数字信号输入计算机以处理以计算特征气体含量。后,根据当前处理和分析供油系统中使用的油色谱数据的方法,可以在线诊断变压器油的隔离状态。气分离单元是分离溶解在油中的变压器故障气体的重要元素,可以说,溶解在变压器油中的气体检测错误的原因主要是在除气阶段。了对溶解在变压器油中的气体进行在线监控,油气分离单元必须能够在线自动分离出几种溶解在油中的气体(6种或更多)。且油气平衡时间应能够检测变压器突然故障,快速故障发展等紧急情况的紧急情况,一般不超过2小时。外,油气分离关键部件的使用寿命应能够满足在线监测产品的正常使用,通常在六年以下。前,国内常用的油气分离技术包括真空泵脱气法,动态顶空脱气法,动态平衡法。部空间,扁平聚合物透气膜方法和中空纤维脱气方法。句话说,真空泵用于提取溶解在油中的气体,并且用过的油总是返回到变压器。用真空抽气方法获取空气时,请注意真空泵的磨损。着使用时间的增加,真空泵的抽气效率下降,无法保证脱气容器内的真空度,因此油的脱气率降低,结果导致测试结果不佳。部空间的动态脱气方法包括使用循环气体“吹扫”溶解在油样中的气体,以及在气相中进行连续萃取,即多次采样,直到溶解在油样中的气体成分被完全提取,然后通过吸附装置(捕集器)浓缩样品。过一定的吹扫时间后,待测组分完全​​或定量渗透,吹扫气体熄灭,捕集阱通过切换阀连接到色谱仪。气路径,同时加热收集管以分解并吸收所捕获的样品组,然后进入带有载气的色谱仪进行分析。种方法的优点是脱气时间快,通常可以在15分钟内完成。是,使用这种方法的油样在分析后无法回收。称为机械振荡方法,它是顶空动态脱气方法的进一步发展。将样品收集到样品瓶中之后,在脱气过程中,样品瓶中的磁力搅拌器不断旋转以搅动样品进行脱气。淀气体通过检测装置后,从采样瓶返回油样。此过程中,每隔一段时间测量一次气体样品的浓度。果前后的测量值一致,则认为脱气已完成。方法不仅具有快速的脱气速度,因为在脱气过程中不需要使用载气和其他吹扫气体,而且不会污染油样和样品。样可以回收。方法可分为聚合物分离法的一种,其原理是利用某些合成膜(例如聚酰亚胺,聚四氟乙烯,氟硅橡胶等)的渗透性。气室中通过膜。中C是气室中的气体浓度; C1是油中气体的浓度; C0是气室中气体的初始浓度; K是气体的平衡常数; H是膜的渗透性; V是气室的容积; A是膜的表面; d是膜的厚度; t是穿透时间。样,可以测量气室中每种气体的浓度,以转换油中的气体含量。于在线监控的薄膜不仅必须尽可能快地通过各种气体以进行测试,而且还必须具有耐油性和一定程度的高温(例如100至120°C),并且不会蠕变。作中损坏和损坏,使用寿命长。时,很少有膜能够满足这些苛刻的要求,当前的设备通常使用PTFE膜。方法的优点是脱气成本低,不会造成变压器油的污染和消耗,但脱气效率低。应检测到6种或以上的特征性气体,油气平衡时间需要一周以上的时间,有时变压器故障从发生到发展的一天之内就会发生,并且无法及时发现故障。空纤维脱气方法也是聚合物分离方法的一种,它是扁平聚合物透气膜方法的改进形式。由数千根中空纤维组成,每根中空纤维均由聚合聚合物薄膜组成。平膜相比,石油和中空纤维气体的表面积大数百倍或数千倍,因此油气的平衡时间也大大缩短,这可以不到2小时。方法的优点是不需要用于分离油气的载气并且不会污染油样,因此可以实现油的回收,但是这种方法必须确保变压器油连续不断地流过中空纤维的内部或外部腔体。
  用外接油泵配合使用。体分离单元的中心部件是色谱分离塔。体样品进入色谱柱后,由于色谱柱中组分的吸附或溶解度不同,即相中组分的分配系数色谱柱中的气相和固定相不同,在一定的色谱柱长度后,各组分会相互分离,离开色谱柱并轮流进入检测器,然后分别进行分析和测量。辨率通常用作色谱柱总分离效率的指标参数。离程度与各种因素有关,例如固定相的性质,色谱柱的长度,色谱柱的温度,流动相的流速,分析时间等。外,载气的类型和涡流也会影响分离效果。谱柱的选择不仅需要根据气相色谱分离原理和固定相的保留数据进行定性和定量分析,而且还需要进行大量测试以确定分离条件。当。谱分析仪的定量分析采用相对测量方法,即通过测量偏离基线或区域的响应峰的高度进行定量被响应的峰值和基线所包围。此,基线的稳定性非常重要,基线的幅度应在合理范围内。线值太高会减小动态测量范围;基线值太低,加上一些负漂移,将严重影响实际峰高。前,通常用于在线检测变压器故障特征中的多组分气体的传感器包括热导率(TCD)传感器,红外光学传感器和气体敏感传感器。TCD的原理是根据气体的热导率对电阻的影响来导出气体含量信号。外光学传感器由分光镜装置和红外检测器组成。基本原理是根据气体的不同特征吸收频率来区分气体类型,并根据特征频率下的吸光度确定气体含量。体传感器包括场效应管,半导体传感器,电化学传感器等。机理而言,它们都通过某种作用方式(物理或化学)将气体含量信号直接或间接转换为电信号。热系数传感器的主要问题是最小检测极限太大。使使用进口的高纯氦气作为载气,也只能在实验室中检测到大于5μL/ L的C2H2。导体气体传感器可以测量各种低浓度气体。的缺点是反应输出是非线性的,反应恢复时间长,并且可能会出现残留物。型的纳米晶体半导体传感器可以从根本上解决这个问题。传感器是一种具有出色整体性能的气体检测设备,由纳米晶体金属氧化物(SnO2)和稀土金属PT催化剂组成。米晶体材料具有开放的颗粒结构,气体更容易扩散。产生了二次集中效应(即,当电子越过相邻粒子之间的调制势垒时,迁移率的效应改变)。快响应速度并提高灵敏度。压器油脱气后,气室中每种气态成分的浓度系数与油中每种气态成分的浓度系数都不同,气室中的氢气浓度约为17乘以气室中油和乙炔中氢的浓度。
  度仅为油中乙炔浓度的0.9倍。
  果使用单倍放大以满足乙炔的分辨率要求(0.5μL/ L ),氢峰易饱和。压器绝缘油色谱在线监测装置采用复合增益控制技术。色谱采样期间,对连续出现的两组峰使用不同的放大技术,并且在假设检测灵敏度的前提下,前三个峰(H2,CO,CH4)已饱和最后三个峰(C2H4,C2H2,C2H6)中的峰有效改善,以保证系统的准确性。
  变电站中使用成熟的变压器色谱在线监测系统可以为设备维护提供连续可靠的监测数据。
  少测试前的工作量,随着时间的流逝查找故障并促进状况的维护具有重要的实践意义。
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