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《4706.特高压换流变绝缘油色谱分析研究及应用》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在工程资料-天天文库。
1、特高压换流变绝缘油色谱分析研究及应用摘要：变压器绝缘状况的优劣是电力系统安全运行的关键因素之一。特别是超高压换流变，为确保其可靠安全运行，在投运前就对绝缘油有严格标准，本文针对实际工作中色谱分析操作和问题进行研究，并对在线监测系统的原理和系统进行介绍。关键词:枫泾±500kV换流变绝缘油油中溶解气体分析在线监测装置1、引言变压器是电力系统主要设备之一，保证变压器安全可靠运行，对提高电力系统的供电可靠性具有十分重要的意义。通过变压器绝缘油溶解气体含量分析，可以准确得知变压器绝缘水平，通过各个组分含量比值，能迅速查处故障点，为排除变压器故障
2、提供有力技术保障。华东送变电工程公司承接的枫泾±500kV换流站工程，有高低端换流变共12台，为确保安全可靠投入运行，我电气试验中心油化室对换流变绝缘油处理过程进行检测，高标准严要求，及早发现问题消除安全隐患，时效性上取得良好效果。2、色谱分析基本原理及设备2.1绝缘油的分解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。由于电或热故障的结果可以使某些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如:CH3*、CH2*CH*,或C*(其中包
3、括许多更复杂的形式)这些氢原子或自由基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,如甲烷、乙烷、乙烯、乙炔等,也可能生成碳的固体颗粒及碳氢化合物(X-蜡)。故障初期,所形成的气体溶解于油中；当故障能量较大时，也可能聚集成自由气体。碳的固体颗粒及碳氢化合物可沉积在设备的内部。2.2基本原理及设备气相色谱仪由以下五大系统组成：气路系统、进样系统、分离系统、温控系统、检测记录系统。利用物质的沸点、极性及吸附性质的差异来实现混合物的分离，其过程如图1流程图所示。待分析样品在汽化室汽化后被惰性气体（即载气，也叫流动相，我们一般用氮气
4、，含气量色谱则用氩气）带入色谱柱，柱内含有液体或固体流动相，由于样品中各组分的沸点、极性或吸附性能不同，每种组分都倾向于在流动相和固定相之间形成分配或吸附平衡。但由于载气是流动的，这种平衡实际上很难建立起来。也正是由于载气的流动，使样品组分在运动中进行反复多次的分配或吸附/解吸附，结果是在载气中浓度大的组分先流出色谱柱，而在固定相中分配浓度大的组分后流出。当组分流出色谱柱后，立即进入检测器。检测器能够将样品组分的与否转变为电信号，而电信号的大小与被测组分的量或浓度成正比。当将这些信号放大并记录下来时，就是气相色谱图。图1气相色谱流程图2
5、.3设备故障分解气体类型在变压器里，当产气速率大于溶解速率时，会有一部分气体进入气体继电器或储油柜中。当变压器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状况做出判断。纸、层压纸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键及葡萄糖甙键，它们的热稳定性比油中的碳氢键要弱，并能在较低的温度下重新化合。聚合物裂解的有效温度高于105℃，完全裂解和碳化高于300℃，在生成水的同时生成大量的CO和CO2以及少量烃类气体和呋喃化合物，同时油被氧化。CO和CO2的形成不仅随温度而且随油中氧的含量和纸的湿度增加而增加。
6、表１不同故障类型产生的主要特征气体和次要特征气体故障类型主要气体组分次要气体组分油过热CH4,C2H4H2,C2H6油和纸过热CH4,C2H4,CO,CO2H2,C2H6油纸绝缘中局部放电H2,CH4,COC2H2,C2H6,CO2油中火花放电H2,C2H2油中电弧H2,C2H2C2H4,C2H4,C2H6油和纸中电弧H2,C2H2,CO,CO2C2H4,C2H4,C2H6注：进水受潮或油中气泡可能使氢含量升高另外，我们在现场实际工作中得出经验，某些操作也可以生成故障气体，例如：有载调压变压器中切换开关油室的油向变压器主油箱渗漏，或极性
7、开关在某个位置动作时，悬浮电位放电的影响；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，或留在经油浸渍的固体绝缘中；设备油箱带油补焊；原注入的油就含有某些气体等。这些气体的存在一般不影响设备的正常运行。但当利用气体分析结果确定内部是否存在故障及其严重程度时，要注意加以区分。3、取样方法3.1取油样的容器 应使用经密封检查试验合格的玻璃注射器取油样。当注射器充有油样时,芯子能按油体积随温度的变化自由滑动,使内外压力平衡。3.2取油样的方法从设备中取油样的全过程应在全密封的状态下进行,进样不得与空气接触。我们在实
8、际工作中对电力变压器及电抗器可在运行中取油样。对需要设备停电取样时,应在停运后尽快取样。对于可能产生负压的密封设备,禁止在负压下取样,以防止负压进气。设备的取样阀门上配上带有小嘴的连接器,在小嘴上接软管。取
