Chromatografai ir jų naudojimas energetikos pramonėje

Medžiagų mišinių chromatografinio atskyrimo ir analizės prietaisas vadinamas chromatografu... Chromatografas susideda iš: mėginių įvedimo sistemos, chromatografinės kolonėlės, detektoriaus, registravimo ir termostatinės sistemos bei įtaisų atskirtiems komponentams priimti. Chromatografai yra skysti ir dujiniai, atsižvelgiant į judriosios fazės agregatinę būseną. Dažniausiai naudojama raidos chromatografija.

Chromatografas veikia taip. Nešančiosios dujos nuolat tiekiamos iš baliono į chromatografinę kolonėlę per kintamo arba pastovaus greičio slėgio ir srauto reguliatorius. Kolona dedama į termostatą ir užpildoma sorbentu. Temperatūra palaikoma pastovi ir svyruoja iki 500 °C.

Skysti ir dujiniai mėginiai įšvirkščiami švirkštu. Kolonėlė padalija kelių komponentų mišinį į kelis dvejetainius mišinius, kuriuose yra ir nešiklis, ir vienas iš analizuojamų komponentų. Priklausomai nuo to, kiek dvinarių mišinių komponentai yra sorbuojami, mišiniai tam tikra tvarka patenka į detektorių.Remiantis aptikimo rezultatu, registruojamas išėjimo komponentų koncentracijos pokytis. Detektoriuje vykstantys procesai paverčiami elektriniu signalu, po to registruojami chromatogramos pavidalu.

Per pastaruosius dešimt metų jis tapo plačiai paplitęs energetikos pramonėje. transformatorinės alyvos chromatografinė analizė, parodanti gerus transformatorių diagnostikos rezultatus, padedanti atpažinti alyvoje ištirpusias dujas ir nustatyti transformatoriaus defektų buvimą.

Elektrikas tiesiog paima pavyzdį transformatorinė alyva, pristato į laboratoriją, kur chemijos tarnybos darbuotojas atlieka chromatografinę analizę, kurią atlikus belieka iš gautų rezultatų padaryti teisingas išvadas ir nuspręsti, ar transformatorių naudoti toliau, ar jį reikia taisyti ar pakeisti.

Priklausomai nuo transformatoriaus alyvos degazavimo metodo, yra keli mėginio paėmimo būdai. Toliau pažvelkime į du populiariausius metodus.

Jei degazavimas atliekamas vakuumu, mėginys imamas į sandarius 5 arba 10 ml stiklinius švirkštus. Švirkšto sandarumas tikrinamas taip: patraukite stūmoklį iki galo, įsmeikite adatos galą į kamštį, pastumkite stūmoklį, nukreipdami jį iki švirkšto vidurio, tada panardinkite kamštį su įsmeigta adata, kartu su švirkštu, kurio stūmoklis yra pusiau nuspaustas, po vandeniu. Jei nėra oro burbuliukų, švirkštas yra sandarus.

Transformatorius turi atšaką alyvos mėginiams paimti.Išvalomas atšakos vamzdis, nupilamas tam tikras jame užsistovėjusios alyvos kiekis, švirkštas ir alyvos ištraukimo įrenginys išplaunami aliejumi, po to imamas mėginys. Mėginių ėmimo operacija atliekama tokia seka. Trišakis 5 su kištuku 7 yra prijungtas prie atšakos vamzdžio 1 naudojant vamzdį 2, o vamzdis 3 yra prijungtas prie maišytuvo 4.

Atidaromas transformatoriaus vožtuvas, tada atidaromas čiaupas 4, per jį išleidžiama iki 2 litrų transformatoriaus alyvos, o tada uždaroma. Švirkšto 6 adata įkišama per trišakio 5 kamštį 7 ir švirkštas pripildytas alyvos. Šiek tiek atidarykite vožtuvą 4, išspauskite alyvą iš švirkšto - tai švirkšto plovimas, ši procedūra kartojama 2 kartus. Tada paimkite aliejaus mėginį į švirkštą, ištraukite jį iš kamščio ir įsmeikite į paruoštą kamštį.

Uždarykite transformatoriaus vožtuvą, nuimkite alyvos ištraukimo sistemą. Ant švirkšto yra pažymėta nurodant datą, mėginį paėmusio darbuotojo vardą, pavardę, aikštelės pavadinimą, transformatoriaus ženklinimą, alyvos paėmimo vietą (rezervuarą, įvadą), po to švirkštas dedamas į specialus konteineris, kuris siunčiamas į laboratoriją. Dažnai žymėjimas atliekamas sutrumpintai, o dekodavimas įrašomas į žurnalą.

Jei planuojamas dalinis ištirpusių dujų atskyrimas, mėginys imamas specialiame alyvos surinkėjuje. Tikslumas bus didesnis, tačiau reikės didesnio tūrio alyvos, iki trijų litrų. Stūmoklis 1 iš pradžių nusileidžia į apačią, burbulas 2 su temperatūros jutikliu 3 su uždarytu vožtuvu 4 įsukamas į angą 5, o vožtuvas 6 uždaromas. Kaištis 8 uždaro angą 7 apatinėje alyvos karterio dalyje.Mėginys imamas iš antgalio 9, uždaryto kamščiu, prijungtu prie transformatoriaus padėklo. Nupilkite 2 litrus aliejaus.

Prie atšakos vamzdžio tvirtinamas vamzdelis su jungiamąja veržle 10. Jungtis su veržle yra nukreipta į viršų, todėl alyva gali nutekėti po truputį, ne daugiau kaip 1 ml per sekundę. Burbulas 2 išsisuka ir strypas 11 per angą 7 prispaudžiamas prie stūmoklio 1, pakeliant jį aukštyn. Sukant alyvos rinktuvą, veržlė 10 prisukama prie skylės 5, kol alyva nustos tekėti.

Alyvos separatorius pripildomas transformatorinės alyvos pusės litro per minutę greičiu. Kai skylėje 7 atsiranda stūmoklio 1 rankena 12, kaištis 8 įstatomas į vietą, ties anga 7. Nutraukiamas alyvos tiekimas, neatjungta žarna, apverstas alyvos kolektorius, jungiamoji dalis 10 yra atjungtas, užtikrinama, kad alyva pasiektų 5 antgalį, 2 burbulas įsukamas į vietą, vožtuvas 4 turi būti uždarytas. Alyvos rinktuvas siunčiamas į laboratoriją chromatografinei analizei.

Mėginiai laikomi iki analizės ne ilgiau kaip vieną dieną. Laboratorinė analizė leidžia gauti rezultatus, rodančius ištirpusių dujų kiekio nuokrypį nuo normos, dėl kurio elektrotechnikos tarnyba sprendžia būsimą transformatoriaus likimą.

Chromatografinė analizė leidžia nustatyti ištirpusio aliejaus kiekį: anglies dioksido, vandenilio, anglies monoksido, taip pat metano, etano, acetileno ir etileno, azoto ir deguonies. Dažniausiai analizuojamas etileno, acetileno ir anglies dioksido buvimas. Kuo mažesnis analizuojamų dujų kiekis, tuo mažesnė prasidedančių gedimų įvairovė.

Šiuo metu chromatografinės analizės dėka galima nustatyti dvi transformatoriaus gedimų grupes:

• Izoliacijos defektai (popierinės-alyvos izoliacijos išskyros, kietos izoliacijos perkaitimas);

• Įtampingųjų dalių defektai (metalo perkaitimas, nutekėjimas į alyvą).

Pirmosios grupės defektus lydi anglies monoksido ir anglies dioksido išsiskyrimas. Anglies dioksido koncentracija yra atviro kvėpavimo transformatorių būklės ir transformatorių alyvos apsaugos nuo azoto kriterijumi. Nustatytos kritinės koncentracijos vertės, leidžiančios įvertinti pirmos grupės pavojingus defektus; yra specialios lentelės.

Antrosios grupės defektams būdingas acetileno ir etileno susidarymas aliejuje bei vandenilis ir metanas kaip lydinčiosios dujos.

Didžiausią pavojų kelia pirmosios grupės defektai, susiję su apvijų izoliacijos pažeidimu. Net ir esant nedideliam mechaniniam poveikiui defekto vietoje, jau gali susidaryti lankas. Tokiems transformatoriams pirmiausia reikia remonto.

Bet anglies dioksidas gali susidaryti dėl kitų priežasčių, nesusijusių su gyvatukų gedimu, pavyzdžiui, priežastys gali būti alyvos senėjimas arba dažnos perkrovos ir perkaitimas, susijęs su aušinimo sistemos gedimu. Pasitaiko atvejų, kai anglis vietoj azoto į aušinimo sistemą klaidingai tiekiamas dioksidas, todėl prieš darant išvadas svarbu atsižvelgti į cheminės analizės ir elektrinių bandymų duomenis. Galite palyginti panašaus transformatoriaus, veikiančio panašiomis sąlygomis, chromatografinės analizės duomenis.

Diagnostikos metu izoliacijos vieta bus tamsiai rudos spalvos ir aiškiai išsiskirs bendrame visos izoliacijos fone. Galimi nuotėkio pėdsakai ant izoliacijos šakotų ūglių pavidalu.

Pavojingiausi yra gedimai įtampinguose jungtyse, esančiose arti tvirtos izoliacijos. Anglies dioksido koncentracijos padidėjimas rodo, kad kietoji izoliacija yra paveikta, ypač lyginant panašaus transformatoriaus analitinius duomenis. Išmatuokite apvijų varžą, nustatykite gedimą. Transformatorius su šiais defektais, kaip ir su pirmos grupės defektais, pirmiausia reikia taisyti.

Jei acetileno ir etileno kiekis viršija normalią anglies dioksido koncentraciją, magnetinė grandinė arba konstrukcijos dalys perkaista. Tokiam transformatoriui reikia kapitalinio remonto per artimiausius šešis mėnesius. Svarbu atsižvelgti į kitas priežastis, pavyzdžiui, susijusias su aušinimo sistemos gedimu.

Remontuojant transformatorius su nustatytais antros grupės pažeidimais, pažeidimo vietose randama kietų ir klampių alyvos skilimo produktų, jie yra juodos spalvos. Kai transformatorius paleidžiamas iš naujo po remonto, greita analizė per pirmąjį mėnesį po remonto greičiausiai parodys anksčiau aptiktų dujų buvimą, tačiau jų koncentracija bus daug mažesnė; anglies dioksido koncentracija nepadidės. Jei koncentracija pradeda didėti, defektas išlieka.

Transformatoriams su alyvos plėvelės apsauga ir kitiems transformatoriams, kurių analizė nepatvirtina įtariamo kietosios izoliacijos pažeidimo, turi būti atliekama išplėstinė ištirpusių dujų chromatografinė analizė.

Pavojingiausia žalos rūšis yra kietos izoliacijos pažeidimas, lydimas dažnų iškrovų. Jei tai rodo du ar daugiau dujų koncentracijos koeficientų, tolesnis transformatoriaus eksploatavimas yra rizikingas ir leidžiamas tik gavus gamintojo leidimą, o defektas neturi turėti įtakos kietajai izoliacijai.

Chromatografinė analizė kartojama kas dvi savaites, o jei per tris mėnesius ištirpusių dujų koncentracijų santykis nepasikeičia, tai standžioji izoliacija neturi įtakos.

Dujų koncentracijos kitimo greitis taip pat rodo defektus. Dažnai išleidžiant į alyvą, acetilenas padidina jo koncentraciją 0,004–0,01% per mėnesį ar daugiau ir 0,02–0,03% per mėnesį, dažnai išleidžiant į kietą izoliaciją. Perkaitimo metu acetileno ir metano koncentracijos didėjimo greitis mažėja, tokiu atveju alyvą reikia degazuoti, o vėliau analizuoti kartą per šešis mėnesius.

Pagal reglamentus, transformatorių alyvos chromatografinė analizė turi būti atliekama kas pusmetį, o 750 kV transformatoriai – praėjus dviem savaitėms po paleidimo.

Laboratorinis transformatorių alyvos bandymas cheminei chromatografinei analizei

Efektyvi transformatorių alyvos diagnostika chromatografine analize leidžia šiandien sumažinti brangios transformatorių priežiūros darbų apimtį daugelyje energetikos sistemų.Izoliacijos charakteristikoms išmatuoti nebereikia atjungti tinklų, užtenka tik paimti transformatorinės alyvos pavyzdį.

Taigi transformatorinės alyvos chromatografinė analizė šiandien yra nepamainomas metodas stebint transformatorių defektus pačioje ankstyviausioje jų atsiradimo stadijoje, leidžiantis nustatyti numatomą defektų pobūdį ir jų išsivystymo laipsnį Įvertinama transformatoriaus būklė pagal aliejuje ištirpusių dujų koncentracijas ir jų didėjimo greitį, lyginant jas su ribinėmis vertėmis. Transformatoriams, kurių įtampa yra 100 kV ir aukštesnė, tokia analizė turi būti atliekama ne rečiau kaip kartą per šešis mėnesius.

Būtent chromatografiniai analizės metodai leidžia įvertinti izoliatorių nusidėvėjimo laipsnį, srovę nešančių dalių perkaitimą ir elektros iškrovų buvimą alyvoje. Pagal numatomą transformatoriaus izoliacijos gedimo mastą, remiantis duomenimis, gautais atlikus daugybę analizių, galima įvertinti, ar reikia transformatorių išjungti ir atiduoti remontui. Kuo anksčiau bus nustatyti besiformuojantys defektai, tuo mažesnė atsitiktinio sugadinimo rizika ir mažesnė bus remonto darbų apimtis.