Cromatògrafs i el seu ús a la indústria elèctrica

El dispositiu per a la separació cromatogràfica i l'anàlisi de mescles de substàncies s'anomena cromatògraf... El cromatògraf consta de: un sistema d'introducció de mostres, una columna cromatogràfica, un detector, un sistema de registre i termostàtic, i dispositius per rebre els components separats. Els cromatògrafs són líquids i gasosos, depenent de l'estat agregat de la fase mòbil. La cromatografia de desenvolupament s'utilitza més sovint.

El cromatògraf funciona de la següent manera. El gas portador s'alimenta contínuament des del globus a la columna cromatogràfica mitjançant reguladors de pressió i flux de velocitat variable o constant. La columna es col·loca en un termòstat i s'omple amb sorbent. La temperatura es manté constant i està en el rang de fins a 500 °C.

Les mostres líquides i gasoses s'injecten amb una xeringa. La columna separa la mescla multicomponent en diverses mescles binàries que inclouen tant el portador com un dels components analitzats. Segons el grau d'absorció dels components de les mescles binàries, les mescles entren al detector en un ordre determinat.A partir del resultat de la detecció, es registra el canvi en la concentració dels components de sortida. Els processos que tenen lloc al detector es converteixen en un senyal elèctric i després es registren en forma de cromatograma.

En els últims deu anys, s'ha generalitzat a la indústria elèctrica. anàlisi cromatogràfica d'oli de transformador, mostrant bons resultats en el diagnòstic dels transformadors, ajudant a identificar gasos dissolts en l'oli i determinar la presència de defectes en el transformador.

L'electricista només pren una mostra oli del transformador, el lliura al laboratori, on l'empleat del servei químic realitza una anàlisi cromatogràfica, després de la qual queda per extreure les conclusions correctes dels resultats obtinguts i decidir si s'utilitza més el transformador o si necessita reparació o substitució.

Depenent del mètode de desgasificació de l'oli del transformador, hi ha diverses maneres de prendre una mostra. A continuació, mirem dos dels mètodes més populars.

Si la desgasificació es realitza al buit, la mostra es pren en xeringues de vidre segellades de 5 o 10 ml. La xeringa es comprova que estigui estanca de la següent manera: estireu l'èmbol fins al final, enganxeu l'extrem de l'agulla al tap, empenyeu l'èmbol, portant-lo al centre de la xeringa i, a continuació, submergiu el tap amb l'agulla enganxada, juntament amb la xeringa amb l'èmbol mig deprimit, sota l'aigua. Si no hi ha bombolles d'aire, la xeringa està ajustada.

El transformador té un tub de derivació per a la presa de mostres d'oli.Es neteja la canonada de la branca, s'escorre una certa quantitat d'oli estancat, es renten la xeringa i el dispositiu d'extracció d'oli amb oli i després es pren una mostra. L'operació de mostreig es realitza en la següent seqüència. Una T 5 amb un endoll 7 es connecta a la canonada de derivació 1 mitjançant la canonada 2, i la canonada 3 es connecta a una aixeta 4.

S'obre la vàlvula del transformador, després s'obre l'aixeta 4, es drenen fins a 2 litres d'oli del transformador i després es tanquen. L'agulla de la xeringa 6 s'introdueix a través del tap 7 de la tee 5 i la xeringa s'omple d'oli. Obriu una mica la vàlvula 4, premeu l'oli de la xeringa: això és rentar la xeringa, aquest procediment es repeteix 2 vegades. A continuació, preneu una mostra d'oli en una xeringa, traieu-la de l'endoll i enganxeu-la en un tap preparat.

Tanqueu la vàlvula del transformador, traieu el sistema d'extracció d'oli. La xeringa està marcada indicant la data, el nom de l'empleat que va prendre la mostra, el nom del lloc, el marcatge del transformador, el lloc on es pren l'oli (dipòsit, entrada), després del qual es col·loca la xeringa. un contenidor especial, que s'envia al laboratori. Sovint, el marcatge es fa de forma abreujada i la descodificació es registra al registre.

Si es preveu una separació parcial dels gasos dissolts, la mostra es pren en un col·lector d'oli especial. La precisió serà més alta, però caldrà un volum més gran d'oli, fins a tres litres. El pistó 1 s'enfonsa inicialment cap al fons, la bombolla 2, equipada amb un sensor de temperatura 3, amb la vàlvula 4 tancada, es cargola al forat 5, mentre que la vàlvula 6 està tancada. El tap 8 tanca el forat 7 a la part inferior del dipòsit d'oli.La mostra es pren del broquet 9, tancat amb un tap connectat al palet del transformador. Escorreu 2 litres d'oli.

Al tub de branca s'adjunta una canonada amb una femella 10. La unió amb la femella es dirigeix ​​cap amunt, la qual cosa permet que l'oli s'escorre a poc a poc, no més d'1 ml per segon. La bombolla 2 surt i la vareta 11 es pressiona contra el pistó 1 a través de l'obertura 7, aixecant-la. Girant el col·lector d'oli, la femella 10 es cargola al forat 5 fins que l'oli deixi de fluir.

El separador d'oli s'omple d'oli de transformador a una velocitat de mig litre per minut. Quan el mànec 12 del pistó 1 apareix al forat 7, l'endoll 8 s'instal·la al seu lloc, al forat 7. El subministrament d'oli es talla, la mànega no es desconnecta, el col·lector d'oli es gira, el racó 10 està desconnectat, s'assegura que l'oli arriba al broquet 5, la bombolla 2 es cargola al seu lloc, la vàlvula 4 s'ha de tancar. El col·lector d'oli s'envia al laboratori per a l'anàlisi cromatogràfica.

Les mostres s'emmagatzemen fins a l'anàlisi durant no més d'un dia. L'anàlisi de laboratori permet obtenir resultats que mostren una desviació del contingut de gasos dissolts de la norma, en relació amb la qual el servei electrotècnic decideix sobre el futur destí del transformador.

L'anàlisi cromatogràfica permet determinar el contingut de l'oli dissolt: diòxid de carboni, hidrogen, monòxid de carboni, així com metà, etan, acetilè i etilè, nitrogen i oxigen. La presència d'etilè, acetilè i diòxid de carboni s'analitza amb més freqüència. Com més petita sigui la quantitat de gasos analitzats, menor serà la varietat de fallades incipients.

Actualment, gràcies a l'anàlisi cromatogràfica, és possible identificar dos grups de fallades del transformador:

• Defectes d'aïllament (descàrregues en l'aïllament de paper-oli, sobreescalfament de l'aïllament sòlid);

• Defectes a les peces actives (sobreescalfament del metall, fuites a l'oli).

Els defectes del primer grup van acompanyats de l'alliberament de monòxid de carboni i diòxid de carboni. La concentració de diòxid de carboni serveix com a criteri per a l'estat dels transformadors de respiració oberta i la protecció del nitrogen de l'oli del transformador. S'han determinat valors crítics de concentració, que permeten avaluar els defectes perillosos del primer grup; hi ha taules especials.

Els defectes del segon grup es caracteritzen per la formació d'acetilè i etilè en el petroli i hidrogen i metà com a gasos acompanyants.

Els defectes del primer grup, associats a danys a l'aïllament dels bobinatges, representen el perill més gran. Fins i tot amb un lleuger efecte mecànic al lloc del defecte, ja es pot formar un arc. Aquests transformadors necessiten principalment reparació.

Però el diòxid de carboni es pot generar per altres motius que no estan relacionats amb la fallada de les bobines, per exemple, les causes poden ser l'envelliment de l'oli o sobrecàrregues freqüents i sobreescalfament associats a una fallada del sistema de refrigeració Hi ha casos en què el carboni El diòxid s'introdueix erròniament al sistema de refrigeració en lloc de nitrogen, per la qual cosa és important tenir en compte l'anàlisi química i les dades de les proves elèctriques abans de treure cap conclusió. Podeu comparar les dades d'anàlisi cromatogràfica d'un transformador similar que funciona en condicions similars.

Durant el diagnòstic, la ubicació de l'aïllament serà de color marró fosc i destacarà clarament en el fons general de tot l'aïllament. Possibles rastres de fuites a l'aïllament en forma de brots ramificats.

Les avaries en connexions vives situades a prop d'un aïllament sòlid són les més perilloses. Un augment de la concentració de diòxid de carboni mostra que l'aïllament sòlid es veu afectat, més encara quan es comparen les dades analítiques d'un transformador similar. Mesureu la resistència dels bobinatges, determineu el mal funcionament. Els transformadors amb aquests defectes, així com els defectes del primer grup, s'han de reparar primer.

En el cas que es superin l'acetilè i l'etilè a una concentració normal de diòxid de carboni, es produeix un sobreescalfament del circuit magnètic o de parts de l'estructura. Aquest transformador necessita una revisió en els propers sis mesos. És important tenir en compte altres causes, per exemple relacionades amb un mal funcionament del sistema de refrigeració.

Durant els treballs de reparació de transformadors amb danys identificats del segon grup, troben productes sòlids i viscosos de la descomposició del petroli als llocs de danys, tenen un color negre. Quan el transformador es reinicia després de la reparació, una anàlisi ràpida, durant el primer mes després de la reparació, mostrarà molt probablement la presència de gasos detectats prèviament, però la seva concentració serà molt menor; la concentració de diòxid de carboni no augmentarà. Si la concentració comença a augmentar, el defecte es manté.

Els transformadors amb protecció pel·lícula d'oli i altres transformadors per als quals l'anàlisi no confirmi la sospita de dany a l'aïllament sòlid s'han de sotmetre a una anàlisi cromatogràfica de gasos dissolts avançada.

El dany a l'aïllament sòlid acompanyat de descàrregues freqüents és el tipus de dany més perillós. Si dues o més relacions de concentració de gas ho indiquen, el funcionament posterior del transformador és arriscat i només es permet amb el permís del fabricant, i el defecte no ha d'afectar l'aïllament sòlid.

L'anàlisi cromatogràfica es repeteix cada dues setmanes, i si en tres mesos la relació de concentracions de gas dissolt no canvia, l'aïllament rígid no es veu afectat.

La velocitat de canvi en la concentració de gas també indica defectes. Amb abocaments freqüents al petroli, l'acetilè augmenta la seva concentració en un 0,004-0,01% per mes o més, i en un 0,02-0,03% per mes, amb descàrregues freqüents a l'aïllament sòlid. Quan es sobreescalfa, la taxa d'augment de la concentració d'acetilè i metà disminueix, en aquest cas cal desgasificar l'oli i després analitzar-lo una vegada cada sis mesos.

Segons la normativa, l'anàlisi cromatogràfica de l'oli de transformador s'ha de fer cada sis mesos, i els transformadors de 750 kV s'han d'analitzar dues setmanes després de la posada en funcionament.

Assajos de laboratori d'oli de transformador per a anàlisis cromatogràfiques químiques

El diagnòstic efectiu de l'oli de transformador mitjançant anàlisi cromatogràfica permet avui reduir el volum de treball en el costós manteniment dels transformadors en molts sistemes d'alimentació.Ja no cal desconnectar les xarxes per mesurar les característiques d'aïllament, n'hi ha prou amb prendre una mostra de l'oli del transformador.

Per tant, l'anàlisi cromatogràfica de l'oli del transformador avui és un mètode indispensable per controlar els defectes del transformador en la fase més primerenca de la seva aparició, permet determinar la naturalesa esperada dels defectes i el grau del seu desenvolupament. S'avalua l'estat del transformador. per les concentracions de gasos dissolts en l'oli i la velocitat del seu augment, comparant-los amb els valors límit. Per als transformadors amb una tensió de 100 kV o superior, aquesta anàlisi s'ha de realitzar almenys una vegada cada sis mesos.

Són els mètodes d'anàlisi cromatogràfics els que permeten avaluar el grau de deteriorament dels aïllants, el sobreescalfament de les parts que transporten corrent i la presència de descàrregues elèctriques a l'oli. A partir de l'abast de l'avaria prevista de l'aïllament del transformador, a partir de les dades obtingudes després d'una sèrie d'anàlisis, es pot valorar la necessitat de posar fora de servei el transformador i posar-lo en reparació. Com més aviat s'identifiquin els defectes en desenvolupament, menor serà el risc de danys accidentals i menor serà el volum de treball de reparació.