Хроматографи и њихова употреба у електроенергетици

Уређај за хроматографско раздвајање и анализу смеша супстанци назива се хроматограф... Хроматограф се састоји од: система за уношење узорка, хроматографске колоне, детектора, регистрационог и термостатског система и уређаја за пријем издвојених компоненти. Хроматографи су течни и гасовити у зависности од агрегатног стања мобилне фазе. Најчешће се користи развојна хроматографија.

Хроматограф ради на следећи начин. Гас носач се континуирано доводи из балона у хроматографску колону кроз регулаторе притиска и протока са променљивом или константном брзином. Колона се ставља у термостат и пуни сорбентом. Температура се одржава константном и креће се до 500 °Ц.

Течни и гасовити узорци се убризгавају шприцем. Колона раздваја вишекомпонентну смешу на неколико бинарних смеша које укључују и носач и једну од анализираних компоненти. У зависности од степена до којег су компоненте бинарних смеша сорбоване, смеше улазе у детектор одређеним редоследом.На основу резултата детекције, бележи се промена концентрације излазних компоненти. Процеси који се дешавају у детектору се претварају у електрични сигнал, а затим се снимају у облику хроматограма.

У последњих десет година постао је распрострањен у електропривреди. хроматографска анализа трансформаторског уља, која показује добре резултате у дијагностици трансформатора, помаже да се идентификују гасови растворени у уљу и да се утврди присуство кварова у трансформатору.

Електричар само узима узорак трансформаторско уље, доставља у лабораторију, где запослени у хемијској служби врши хроматографску анализу, након чега остаје да се из добијених резултата извуку тачни закључци и одлучи да ли ће се трансформатор даље користити или му је потребна поправка или замена.

У зависности од методе дегазације трансформаторског уља, постоји неколико начина за узимање узорка. Даље, погледајмо две најпопуларније методе.

Ако се дегазација врши вакуумом, узорак се узима у затворене стаклене шприцеве ​​од 5 или 10 мл. Шприц се проверава на затегнутост на следећи начин: повуците клип до краја, забодите крај игле у чеп, гурните клип, доводећи га до средине шприца, затим уроните чеп са иглом забоденом у њега, заједно са шприцем са полупритиснутим клипом, под водом. Ако нема ваздушних мехурића, шприц је затегнут.

Трансформатор има огранак за узорковање уља.Разводна цев се чисти, испушта се одређена количина устајалог уља у њој, шприц и уређај за екстракцију уља се перу уљем, а затим се узима узорак. Операција узорковања се изводи у следећем редоследу. Т-прикључак 5 са ​​утикачем 7 је повезан са огранком 1 помоћу цеви 2, а цев 3 је спојен на славину 4.

Вентил трансформатора се отвара, затим се отвара славина 4, кроз њу се испушта до 2 литра трансформаторског уља, а затим се затвара. Игла шприца 6 се убацује кроз утикач 7 чахуре 5 и шприц се пуни уљем. Отворите мало вентил 4, исцедите уље из шприца — ово је прање шприца, овај поступак се понавља 2 пута. Затим узмите узорак уља у шприц, извадите га из чепа и забодите у припремљени чеп.

Затворите вентил трансформатора, уклоните систем за екстракцију уља. На шприцу је означен датум, име запосленог који је узео узорак, назив места, ознака трансформатора, место преузимања уља (резервоар, улаз), након чега се шприц ставља у посебан контејнер, који се шаље у лабораторију. Често се обележавање врши у скраћеном облику, а декодирање се бележи у дневнику.

Уколико је планирано делимично одвајање растворених гасова, узорак се узима у посебан колектор уља. Тачност ће бити већа, али ће бити потребна већа количина уља, до три литра. Клип 1 у почетку тоне на дно, мехур 2, опремљен температурним сензором 3, са затвореним вентилом 4, уврнут је у рупу 5, док је вентил 6 затворен. Чеп 8 затвара рупу 7 у доњем делу корита за уље.Узорак се узима из млазнице 9, затворене чепом спојеним на палету трансформатора. Оцедити 2 литра уља.

На огранку је причвршћена цев са спојном навртком 10. Спој са навртком је усмерен нагоре, што омогућава да се уље мало по мало, не више од 1 мл у секунди. Мехур 2 се испоставља и шипка 11 се притисне на клип 1 кроз отвор 7, подижући га нагоре. Окретањем сакупљача уља, навртка 10 се зашрафи на рупу 5 док уље не престане да тече.

Уљни сепаратор се пуни трансформаторским уљем брзином од пола литра у минути. Када се ручка 12 клипа 1 појави у отвору 7, утикач 8 се поставља на место, на рупу 7. Довод уља је прекинут, црево није искључено, сакупљач уља је преврнут, фитинг 10 је искључен, осигурава се да уље доспе у млазницу 5, мехур 2 је уврнут на своје место, вентил 4 мора бити затворен. Колектор уља се шаље у лабораторију на хроматографску анализу.

Узорци се чувају до анализе не дуже од једног дана. Лабораторијска анализа омогућава добијање резултата који показују одступање садржаја растворених гасова од норме, у вези са чиме електротехничка служба одлучује о будућој судбини трансформатора.

Хроматографска анализа вам омогућава да одредите садржај у раствореном уљу: угљен-диоксид, водоник, угљен-моноксид, као и метан, етан, ацетилен и етилен, азот и кисеоник. Најчешће се анализира присуство етилена, ацетилена и угљен-диоксида. Што је мања количина анализираних гасова, то је мањи број почетних кварова.

Тренутно, захваљујући хроматографској анализи, могуће је идентификовати две групе кварова трансформатора:

• Дефекти изолације (пражњења у папирно-уљној изолацији, прегревање чврсте изолације);

• Дефекти делова под напоном (прегревање метала, цурење у уље).

Дефекти прве групе праћени су ослобађањем угљен-моноксида и угљен-диоксида. Концентрација угљен-диоксида служи као критеријум за стање трансформатора са отвореним дисањем и азотну заштиту трансформаторског уља. Одређене су критичне вредности концентрације које омогућавају процену опасних недостатака прве групе; постоје посебне табеле.

Дефекте друге групе карактерише стварање ацетилена и етилена у уљу и водоника и метана као пратећих гасова.

Дефекти прве групе, повезани са оштећењем изолације намотаја, представљају највећу опасност. Чак и уз благи механички ефекат на месту дефекта, већ се може формирати лук. Такви трансформатори првенствено захтевају поправку.

Али угљен-диоксид се може генерисати и из других разлога који нису повезани са кваром калемова, на пример, узроци могу бити старење уља или честа преоптерећења и прегревање повезано са кваром система за хлађење.Постоје случајеви када угљеник диоксид се грешком убацује у систем за хлађење уместо азота, тако да је важно размотрити хемијску анализу и податке електричних тестова пре него што донесете било какве закључке. Можете упоредити податке хроматографске анализе сличног трансформатора који ради у сличним условима.

Током дијагностике, локација изолације ће бити тамно браон боје и јасно ће се истицати на општој позадини целе изолације. Могући трагови цурења на изолацији у виду разгранатих изданака.

Најопаснији су кварови у прикључцима под напоном који се налазе близу чврсте изолације. Повећање концентрације угљен-диоксида показује да је погођена чврста изолација, још више када се упореде аналитички подаци за сличан трансформатор. Измерите отпор намотаја, утврдите квар. Трансформатори са овим недостацима, као и са дефектима прве групе, морају се пре свега поправити.

У случају да су ацетилен и етилен прекорачени при нормалној концентрацији угљен-диоксида, долази до прегревања магнетног кола или делова конструкције. Таквом трансформатору је потребан ремонт у наредних шест месеци. Важно је узети у обзир и друге узроке, на пример који се односе на квар система за хлађење.

Приликом поправке трансформатора са идентификованим оштећењима друге групе, на местима оштећења налазе се чврсти и вискозни продукти распадања уља, имају црну боју. Када се трансформатор поново покрене након поправке, брза анализа, у току првог месеца након поправке, највероватније ће показати присуство претходно откривених гасова, али ће њихова концентрација бити знатно мања; концентрација угљен-диоксида се неће повећати. Ако концентрација почне да расте, дефект остаје.

Трансформатори са заштитом од уљног филма и други трансформатори код којих се анализом не потврди сумња на оштећење чврсте изолације подвргавају се напредној хроматографској анализи раствореног гаса.

Оштећење чврсте изолације праћено честим пражњењима је најопаснија врста оштећења. Ако два или више односа концентрације гаса то указују, даљи рад трансформатора је ризичан и дозвољен је само уз дозволу произвођача, а квар не сме да утиче на чврсту изолацију.

Хроматографска анализа се понавља сваке две недеље, а ако се у року од три месеца однос концентрација раствореног гаса не промени, онда се не утиче на круту изолацију.

Брзина промене концентрације гаса такође указује на недостатке. Код честих испуштања у уље ацетилен повећава концентрацију за 0,004-0,01% месечно или више, а за 0,02-0,03% месечно - код честих испуштања у чврсту изолацију. Приликом прегревања, брзина повећања концентрације ацетилена и метана се смањује, у овом случају је потребно дегазирати уље, а затим га анализирати једном у шест месеци.

Према прописима, хроматографска анализа трансформаторског уља мора се вршити сваких шест месеци, а 750 кВ трансформатори се морају анализирати две недеље након пуштања у рад.

Лабораторијско испитивање трансформаторског уља за хемијску хроматографску анализу

Ефикасна дијагностика трансформаторског уља хроматографском анализом омогућава данас да се смањи обим посла на скупом одржавању трансформатора у многим електроенергетским системима.За мерење изолационих карактеристика више није потребно искључивати мреже, довољно је само узети узорак трансформаторског уља.

Дакле, хроматографска анализа трансформаторског уља данас је незаобилазна метода за праћење кварова трансформатора у најранијој фази њиховог појављивања, омогућава вам да одредите очекивану природу дефеката и степен њиховог развоја.Процењује се стање трансформатора. концентрацијама гасова растворених у нафти и брзином њиховог пораста упоређујући их са граничним вредностима. За трансформаторе напона од 100 кВ и више, таква анализа се мора извршити најмање једном у шест месеци.

Управо хроматографске методе анализе омогућавају процену степена пропадања изолатора, прегревања делова који носе струју и присуства електричних пражњења у уљу. На основу обима очекиваног квара изолације трансформатора, на основу података добијених након низа анализа, могуће је проценити потребу стављања трансформатора из употребе и стављања на поправку. Што се раније открију дефекти у развоју, мањи је ризик од случајног оштећења и мањи обим поправке.