摘要:目前,我国的社会主义经济在快速发展,社会在不断进步,变压器油色谱在线检测系统作为对变压器最有效的检测手段之一被大量引入电力系统中。探讨了在实际应用中遇到的问题,介绍了油色谱在线监测装置的原理,对所遇到问题进行分析,最后提出了一些建议以供参考。
关键词:变压器;色谱在线监测装置;绝缘油
引言
绝缘油色谱分析是判断充油设备内部潜伏性故障最有行之有效的检测手段之一。输变电设备状态检修开展以来,我们积极规范油色谱试验管理,在提高故障诊断精度方面下工夫,特别是变压器油色谱在线监测装置的应用与管理上,注重细节,从而实现了对大型电力变压器运行状态的适时在线监控,随时掌握设备的运行状况;通过变压器油色谱在线监测装置的应用与管理,进一步完善220kV及以上电力变压器油色谱试验离线数据库,建立变压器绝缘油运行档案,实现变压器油运行工况溯源;加强了电力变压器检修、试验的数据收集工作,逐步构成变压器运行异常档案,实现变压器故障溯源;规范试验流程,消灭离线数据可控误差,提高离线数据准确性、重复性,提高故障判断精度;建立数据对比曲线,实现在线监测与离线试验之间的优势互补。
1色谱在线监测装置的原理
色谱在线监测系统的关键所在是油气分离和气体含量检测两个方面,本公司装置在油气分离上采用的是动态顶空脱气技术,用流动的气体(氮气)将样品中的挥发成分“吹扫”出来,进行连续的气相萃取,即多次取样,直到将样品中挥发性组分完全萃取出来,其优点是与实验室采用的机械振荡仪原理相同,更具有可比性。气体萃取后,通过一个吸附装置(捕捉器)将样品浓缩,在一定的吹扫时间之后,被测组分全部或定量地进入捕捉器,关闭吹扫气,由切换阀将捕捉器接入色谱载气气路,同时快速加热捕集管,使捕集的样品组分解析后随着载气进入色谱柱进行分析。该装置15min即可完成自动进油、脱气,并将样品迅速吹扫到色谱柱中进行色谱分析的全过程,实质上它也是传统的实验室色谱仪的微缩。
2变压器绝缘油色谱在线监测装置应用
2.1油色谱试验管理体系的建立
建立油色谱检测工作流程,对班组的工作分工进行了调整,根据工作安排,部分工作划分状态评价班完成,使相关工作更专业化。并参照《公司输变电设备状态检修电气性能监督实施细则》的要求,完善《公司输变电设备状态检修化学油气监督实施细则》,建立《化学技术监督工作实施细则》、《变压器油色谱故障诊断工作流程图》、《色谱试验流程图》、《绝缘监督工作流程》和《在线监测数据管理规范》等变压器油色谱质量管理体系,健全了油色谱专业岗位工作标准与规范,从日常工作、学习等方面规范了全体员工的日常行为,完善了班组工作周报、月报、年报制度,确保了油色谱检测工作能够在受控的状态下进行。
2.2历史数据
历史数据显示方式分为趋势图方式和报表方式,在趋势图中可以选擇上述七种气体、总怪、总可燃气、微水、油温、环境温度等曲钱,并、且可以根据需求挑选其中部分数据组合显示,报表的:内容是由系统对选定时段内的上述七种气体的浓度数据进行综合分析和计算而得出的。在报表中可以看出每组数据是否正常以及相应的数据指标,并对超过指标的数据进行红色标记。
2.3动态顶空脱气法
动态顶空脱气法的原理是油样进入脱气模块后,把载气通入油中,在持续的气流吹扫下,样品中的组分随载气逸出,并通过一个装有吸附剂的捕集装置进行浓缩,在一定吹扫时间之后,样品中的组分全部或定量进入捕集器,由切换阀将捕集器中的组分迅速切换到色谱柱中进行分离。这种分离技术具有脱气速度快(一般仅需15~30min)、效率高、重复性好等优点,但油样与气样之间没有隔离,脱出的气样中会含有少量的油蒸汽,从而造成对色谱柱的污染,降低色谱柱的使用寿命。
2.4油路连接
将变压器的放油阀更换成由阀体和截止阀组成的取样阀,安装好之后既可以通过截止阀给色谱在线提供油样,又可以通过前部的放油口的位置进行全密封取样,以供给实验室进行其它项目的分析。从变压器底部采样,中部回油,且每次运行前进行一次油路循环,避免对死油进行分析而造成分析的误差及故障监测的滞后。
2.5如何实现在线监测标准化
变压器油色谱试验自上世纪八十年代推广应用以来,该技术已日趋成熟,而变压器油色谱在线监测装置的应用,对该技术提出了新的要求,为更好将变压器油色谱在线监测技术应用于生产实际,提升变压器油色谱试验管理水平,基于油气化学监督管理体系,确立在线监测工作流程的建立。依托检修试验创新工作室,通过变压器油色谱在线监测装置的应用,结合试验室离线分析,使在线监测工作流程成为可能,通过标准、制度的建立实现在线监测一体化。建立变压器油试验数据库,重点对异常工况前后试验数据进行比对,分析异常工况下对变压器油及设备本体的影响,规范传统检测诊断方法中不科学的地方,使变压器油试验更加科学化、标准化、规范化、统一化;通过试验数据库的建立,解决了试验数据分散等问题;完善充油设备运行工况的收集整理,实现充油设备故障原因溯源。
2.6组分分离技术
组分分离是一种高效的物理分离技术,即色谱法,是利用样品中各组分在流动相和固定相中分配系数不同而进行分离的。组分分离由色谱柱来完成,固定相装在色谱柱中,流动相是能够使油气分离出来的气体进入色谱柱的载气,当两相作相对运动时,气体各组分在两相间进行反复多次分配,分配系数小的组分先流出色谱柱,分配系数大的后流出色谱柱,这样当流经一定柱长后各组分得到分离,通过传感器检测出各组分气体含量。色谱柱组分分离的好坏则影响到各种特征气体含量测量的准确度。
3技术展望
国内外目前对单组分气体或混合气体组分实施离线监测技术研究较多,大多产品己商品化,而对多组分气体、特别是六种及以上组分的在线监测技术尚处于成长期,含有许多值得进一步研究和完善的地方:(1)国内变压器油在线装置的商品化产品并不多,现有在线测量装置大多采用色谱加热导检测,结构复杂,维护起来麻烦,造价较高,投运率不高。需要进一步提高技术水平。(2)在运设备的稳定性和可靠性需要进一步提高,使设备在室外各种天气环境和干扰下长期、安全、稳定的工作。(3)现有的在线监测装置系统的故障诊断功能较为简单,需要进一步完善,综合各方面数据与经验,使故障诊断更加智能化。(4)国内对实验室的油气色谱装置制定了相应的行业标准,而对在线监测装置还没做出相应的标准。
结语
色谱在线监测装置案现了对变压器运行状态的在线监控,方便了对变压器内部故障的快速诊断,对变.压器及电网系统安全经济运行具有重要意义〔因此,变压器的运行维护人员要熟悉其工作原理,掌握其数据查看和诊断方法,以及运行维护的注意事项,保证变压器的安全稳定运行。
参考文献
[1]康琪,顾宇宏,郝熠哲,等.用于状态评价的输变电设备带电检测数据管理模块的开发[J].内蒙古电力技术,2017,5(03):1-4.
[2]龙军.变电检修中传统检修模式与状态检修模式的对比分析[J].中国高新技术企业,2017,1(07):199-200.
[3]周伟.变电检修中传统检修模式与状态检修模式的应用价值比较[J].科技创新与应用,2017,6(01):199.
[4]魏震,吴一帆,张凡,等.输变电设备在线监测及带电检测技术在电网中的应用现状研究[J].低碳世界,2016,5(32):68-69.
[5]李.电力变电设备状态检修技术和管理措施探究[J].中国高新技术企业,2016,4(29):116-117.