Máy sắc ký và việc sử dụng chúng trong ngành điện

Thiết bị dùng để tách và phân tích hỗn hợp các chất bằng sắc ký gọi là máy sắc ký... Máy sắc ký bao gồm: hệ thống đưa mẫu, cột sắc ký, detector, hệ thống ghi và ổn nhiệt, các thiết bị tiếp nhận các cấu tử đã tách. Sắc ký là chất lỏng và khí, tùy thuộc vào trạng thái tập hợp của pha động. Sắc ký phát triển thường được sử dụng nhất.

Máy sắc ký hoạt động như sau. Khí mang được đưa liên tục từ bóng bay vào cột sắc ký thông qua các bộ điều chỉnh lưu lượng và áp suất có tốc độ thay đổi hoặc không đổi. Cột được đặt trong máy điều nhiệt và chứa đầy chất hấp phụ. Nhiệt độ được giữ không đổi và nằm trong phạm vi lên tới 500 ° C.

Các mẫu chất lỏng và khí được tiêm bằng ống tiêm. Cột phân tách hỗn hợp nhiều thành phần thành nhiều hỗn hợp nhị phân bao gồm cả chất mang và một trong các thành phần được phân tích. Tùy thuộc vào mức độ hấp phụ của các thành phần của hỗn hợp nhị phân, hỗn hợp đi vào máy dò theo một thứ tự nhất định.Dựa trên kết quả phát hiện, sự thay đổi nồng độ của các thành phần đầu ra được ghi lại. Các quá trình xảy ra trong máy dò được chuyển đổi thành tín hiệu điện, sau đó được ghi lại dưới dạng sắc ký đồ.

Trong mười năm qua, nó đã trở nên phổ biến trong ngành điện. phân tích sắc ký dầu máy biến áp, cho thấy kết quả tốt trong chẩn đoán máy biến áp, giúp xác định các khí hòa tan trong dầu và xác định sự hiện diện của các khuyết tật trong máy biến áp.

Thợ điện chỉ cần lấy mẫu dầu biến áp, mang nó đến phòng thí nghiệm, nơi nhân viên của dịch vụ hóa học thực hiện phân tích sắc ký, sau đó vẫn đưa ra kết luận chính xác từ kết quả thu được và quyết định có nên sử dụng máy biến áp tiếp hay không hoặc cần sửa chữa hoặc thay thế.

Tùy thuộc vào phương pháp khử khí dầu máy biến áp, có một số cách để lấy mẫu. Tiếp theo, hãy xem xét hai trong số các phương pháp phổ biến nhất.

Nếu quá trình khử khí được thực hiện bằng chân không, thì mẫu được lấy trong ống tiêm thủy tinh 5 hoặc 10 ml được đậy kín. Kiểm tra độ kín của ống tiêm như sau: kéo pít-tông cho đến hết, cắm đầu kim vào nút, đẩy pít-tông, đưa nó đến giữa ống tiêm, sau đó nhúng nút có kim vào trong đó. cùng với ống tiêm có pít-tông lõm xuống một nửa, ở dưới nước. Nếu không có bọt khí, ống tiêm đã chặt.

Máy biến áp có ống nhánh để lấy mẫu dầu.Đường ống nhánh được làm sạch, một lượng dầu đọng nhất định được xả ra, ống tiêm và thiết bị chiết dầu được rửa sạch bằng dầu, sau đó lấy mẫu. Thao tác lấy mẫu được thực hiện theo trình tự sau. Một tee 5 có phích cắm 7 được kết nối với ống nhánh 1 bằng ống 2 và ống 3 được kết nối với vòi 4.

Van máy biến áp được mở, sau đó vòi 4 được mở, tối đa 2 lít dầu máy biến áp được xả qua nó, sau đó đóng lại. Kim của ống tiêm 6 được đưa qua nút 7 của tee 5 và ống tiêm được đổ đầy dầu. Mở van 4 một chút, vắt dầu ra khỏi ống tiêm — đây là rửa ống tiêm, quy trình này được lặp lại 2 lần, sau đó lấy một mẫu dầu trong ống tiêm, lấy ra khỏi nút và cắm vào nút đã chuẩn bị sẵn.

Đóng van máy biến áp, tháo hệ thống trích dầu. Ống tiêm được đánh dấu ghi rõ ngày tháng, tên nhân viên lấy mẫu, tên địa điểm, đánh dấu máy biến áp, nơi lấy dầu (bể chứa, đầu vào), sau đó ống tiêm được đặt vào một thùng chứa đặc biệt, được gửi trong phòng thí nghiệm. Thông thường, việc đánh dấu được thực hiện ở dạng viết tắt và việc giải mã được ghi lại trong nhật ký.

Nếu dự định tách một phần khí hòa tan, thì mẫu được lấy trong bộ thu gom dầu đặc biệt. Độ chính xác sẽ cao hơn, nhưng sẽ cần một lượng dầu lớn hơn, lên đến ba lít. Pít-tông 1 ban đầu chìm xuống đáy, bong bóng 2, được trang bị cảm biến nhiệt độ 3, với van 4 đóng, được vặn vào lỗ 5, trong khi van 6 đóng. Nút 8 đóng lỗ 7 ở phần dưới của bể chứa dầu.Mẫu được lấy từ vòi 9, được đóng bằng nút chặn nối với pallet máy biến áp. Xả 2 lít dầu.

Một đường ống có đai ốc liên kết 10 được gắn vào ống nhánh, phần liên kết với đai ốc hướng lên trên, giúp dầu thoát ra từng chút một, không quá 1 ml mỗi giây. Bong bóng 2 bật ra và thanh 11 ép vào pít-tông 1 qua lỗ 7, nâng nó lên. Xoay bộ thu dầu, đai ốc 10 được vặn vào lỗ 5 cho đến khi dầu ngừng chảy.

Bộ tách dầu được đổ đầy dầu máy biến áp với tốc độ nửa lít mỗi phút. Khi tay cầm 12 của pít-tông 1 xuất hiện trong lỗ 7, phích cắm 8 được lắp vào vị trí, tại lỗ 7. Nguồn cung cấp dầu bị cắt, ống mềm không bị ngắt kết nối, bộ thu dầu bị lật, khớp nối 10 bị ngắt, đảm bảo dầu đến vòi 5, bọt khí 2 vặn vào đúng vị trí, van 4 phải đóng. Bộ thu dầu được gửi đến phòng thí nghiệm để phân tích sắc ký.

Mẫu được lưu cho đến khi phân tích không quá một ngày. Phân tích trong phòng thí nghiệm cho phép thu được kết quả cho thấy độ lệch của hàm lượng khí hòa tan so với định mức, liên quan đến việc dịch vụ kỹ thuật điện quyết định số phận tương lai của máy biến áp.

Phân tích sắc ký cho phép bạn xác định hàm lượng trong dầu hòa tan: carbon dioxide, hydro, carbon monoxide, cũng như metan, etan, axetylen và ethylene, nitơ và oxy. Sự hiện diện của ethylene, acetylene và carbon dioxide thường được phân tích nhất. Lượng khí được phân tích càng nhỏ thì càng ít phát hiện ra nhiều sự cố ban đầu.

Hiện nay, nhờ phân tích sắc ký, người ta có thể xác định hai nhóm hư hỏng của máy biến áp:

• Lỗi cách điện (phóng điện trong cách điện giấy-dầu, quá nóng cách điện rắn);

• Khiếm khuyết trong các bộ phận mang điện (quá nóng kim loại, rò rỉ dầu).

Khiếm khuyết của nhóm đầu tiên đi kèm với việc giải phóng carbon monoxide và carbon dioxide. Nồng độ carbon dioxide đóng vai trò là tiêu chí cho điều kiện của máy biến áp thở hở và bảo vệ nitơ của dầu máy biến áp. Các giá trị nồng độ tới hạn đã được xác định, cho phép đánh giá các khuyết tật nguy hiểm của nhóm đầu tiên; có những bảng đặc biệt.

Các khuyết tật của nhóm thứ hai được đặc trưng bởi sự hình thành axetylen và etylen trong dầu và khí đi kèm là hydro và metan.

Các khuyết tật của nhóm đầu tiên, liên quan đến hư hỏng lớp cách điện của cuộn dây, là mối nguy hiểm lớn nhất. Ngay cả với một tác động cơ học nhẹ trên vị trí khuyết tật, một vòng cung đã có thể được hình thành. Máy biến áp như vậy chủ yếu cần sửa chữa.

Nhưng carbon dioxide có thể được tạo ra vì những lý do khác không liên quan đến sự cố của cuộn dây, chẳng hạn như nguyên nhân có thể là do dầu bị lão hóa hoặc quá tải và quá nhiệt thường xuyên liên quan đến sự cố của hệ thống làm mát. dioxit được đưa nhầm vào hệ thống làm mát thay vì nitơ, vì vậy điều quan trọng là phải xem xét dữ liệu phân tích hóa học và thử nghiệm điện trước khi đưa ra bất kỳ kết luận nào. Bạn có thể so sánh dữ liệu phân tích sắc ký của một máy biến áp tương tự hoạt động trong các điều kiện tương tự.

Trong quá trình chẩn đoán, vị trí của lớp cách nhiệt sẽ có màu nâu sẫm và sẽ nổi bật rõ ràng so với nền chung của toàn bộ lớp cách nhiệt. Dấu vết rò rỉ có thể xảy ra trên lớp cách nhiệt ở dạng chồi nhánh.

Lỗi trong các kết nối trực tiếp nằm gần lớp cách điện rắn là nguy hiểm nhất. Sự gia tăng nồng độ carbon dioxide cho thấy cách điện rắn bị ảnh hưởng, thậm chí còn ảnh hưởng nhiều hơn khi so sánh dữ liệu phân tích cho một máy biến áp tương tự. Đo điện trở của các cuộn dây, xác định sự cố. Máy biến áp có các khuyết tật này, cũng như các khuyết tật của nhóm đầu tiên, trước hết phải được sửa chữa.

Trong trường hợp vượt quá nồng độ axetylen và etylen ở nồng độ carbon dioxide bình thường, mạch từ hoặc các bộ phận của cấu trúc sẽ xảy ra hiện tượng quá nhiệt. Một máy biến áp như vậy cần được đại tu trong vòng sáu tháng tới. Điều quan trọng là phải xem xét các nguyên nhân khác, ví dụ như liên quan đến trục trặc của hệ thống làm mát.

Trong quá trình sửa chữa máy biến áp có hư hỏng đã xác định thuộc nhóm thứ hai, người ta tìm thấy các sản phẩm rắn và nhớt của quá trình phân hủy dầu tại các vị trí hư hỏng, chúng có màu đen. Khi khởi động lại máy biến áp sau khi sửa chữa, một phân tích nhanh, trong tháng đầu tiên sau khi sửa chữa, rất có thể sẽ cho thấy sự hiện diện của các loại khí đã phát hiện trước đó, nhưng nồng độ của chúng sẽ thấp hơn nhiều; nồng độ carbon dioxide sẽ không tăng. Nếu nồng độ bắt đầu tăng lên, lỗi vẫn còn.

Các máy biến áp có màng dầu bảo vệ và các máy biến áp khác mà phân tích không xác nhận được hư hỏng nghi ngờ đối với cách điện rắn phải được phân tích bằng sắc ký khí hòa tan tiên tiến.

Hư hỏng cách điện rắn kèm theo phóng điện thường xuyên là loại hư hỏng nguy hiểm nhất. Nếu hai hoặc nhiều tỷ lệ nồng độ khí chỉ ra điều đó, thì việc vận hành máy biến áp tiếp theo là rủi ro và chỉ được phép khi có sự cho phép của nhà sản xuất, và khuyết tật không được ảnh hưởng đến cách điện rắn.

Phân tích sắc ký được lặp lại hai tuần một lần và nếu trong vòng ba tháng, tỷ lệ nồng độ khí hòa tan không thay đổi thì lớp cách nhiệt cứng không bị ảnh hưởng.

Tốc độ thay đổi nồng độ khí cũng chỉ ra các khuyết tật. Khi xả thường xuyên vào dầu, axetylen làm tăng nồng độ của nó từ 0,004-0,01% mỗi tháng trở lên và 0,02-0,03% mỗi tháng khi xả thường xuyên vào vật liệu cách nhiệt rắn. Khi quá nhiệt, tốc độ tăng nồng độ axetylen và mêtan giảm, trong trường hợp này cần phải khử khí dầu sau đó phân tích định kỳ sáu tháng một lần.

Theo quy định, việc phân tích sắc ký dầu máy biến áp phải được thực hiện sáu tháng một lần và các máy biến áp 750 kV phải được phân tích sau hai tuần kể từ khi đưa vào vận hành.

Thử nghiệm dầu biến thế trong phòng thí nghiệm để phân tích sắc ký hóa học

Chẩn đoán hiệu quả dầu máy biến áp bằng phân tích sắc ký cho phép ngày nay giảm khối lượng công việc bảo trì máy biến áp đắt tiền trong nhiều hệ thống điện.Không còn cần thiết phải ngắt kết nối mạng để đo các đặc tính cách điện, chỉ cần lấy một mẫu dầu máy biến áp là đủ.

Vì vậy, phân tích sắc ký dầu máy biến áp ngày nay là một phương pháp không thể thiếu để theo dõi các khuyết tật của máy biến áp ở giai đoạn sớm nhất khi chúng xuất hiện, nó cho phép bạn xác định bản chất dự kiến ​​của các khuyết tật và mức độ phát triển của chúng. theo nồng độ của các khí hòa tan trong dầu và tốc độ tăng của chúng, so sánh chúng với các giá trị giới hạn. Đối với máy biến áp có điện áp từ 100 kV trở lên, việc phân tích như vậy phải được thực hiện ít nhất sáu tháng một lần.

Chính các phương pháp phân tích sắc ký giúp đánh giá mức độ hư hỏng của chất cách điện, quá nhiệt của các bộ phận mang dòng điện và sự hiện diện của phóng điện trong dầu. Dựa trên mức độ hư hỏng dự kiến ​​của cách điện máy biến áp, dựa trên dữ liệu thu được sau một loạt phân tích, có thể đánh giá nhu cầu ngừng sử dụng máy biến áp và đưa nó đi sửa chữa. Các lỗi đang phát triển được xác định càng sớm thì nguy cơ hư hỏng do tai nạn càng nhỏ và khối lượng công việc sửa chữa sẽ càng nhỏ.