전력 산업에서의 크로마토그래피 및 용도

물질 혼합물의 크로마토그래피 분리 및 분석을 위한 장치를 크로마토그래프라고 합니다... 크로마토그래프는 시료 주입 시스템, 크로마토그래피 컬럼, 검출기, 등록 및 온도 조절 시스템, 분리된 구성 요소를 수용하는 장치로 구성됩니다. 크로마토그래피는 이동상의 응집 상태에 따라 액체와 기체입니다. 개발 크로마토그래피가 가장 자주 사용됩니다.

크로마토그래프는 다음과 같이 작동합니다. 운반 가스는 가변 또는 정속 압력 및 흐름 조절기를 통해 풍선에서 크로마토그래피 컬럼으로 지속적으로 공급됩니다. 컬럼을 온도 조절 장치에 놓고 흡착제로 채웁니다. 온도는 일정하게 유지되며 최대 500°C 범위입니다.

액체 및 기체 샘플은 주사기로 주입됩니다. 컬럼은 다성분 혼합물을 운반체와 분석 성분 중 하나를 모두 포함하는 여러 이원 혼합물로 분리합니다. 이성분 혼합물의 성분이 흡수되는 정도에 따라 혼합물은 특정 순서로 검출기에 들어갑니다.검출 결과에 따라 출력 성분의 농도 변화를 기록합니다. 검출기에서 일어나는 과정은 전기 신호로 변환되어 크로마토그램 형태로 기록됩니다.

지난 10년 동안 전력 산업에서 널리 보급되었습니다. 변압기 오일의 크로마토그래피 분석은 변압기 진단에 좋은 결과를 보여 오일에 용해된 가스를 식별하고 변압기의 결함 여부를 확인하는 데 도움이 됩니다.

전기 기술자는 샘플을 채취합니다. 변압기 오일, 화학 서비스 직원이 크로마토 그래피 분석을 수행하는 실험실로 전달한 후 얻은 결과에서 올바른 결론을 도출하고 변압기를 추가로 사용할지 또는 수리 또는 교체가 필요한지 결정해야합니다.

변압기 오일을 탈기하는 방법에 따라 샘플을 채취하는 방법에는 여러 가지가 있습니다. 다음으로 가장 널리 사용되는 두 가지 방법을 살펴보겠습니다.

진공으로 탈기하는 경우 샘플을 밀봉된 5 또는 10ml 유리 주사기에 넣습니다. 주사기의 조임 상태는 다음과 같이 검사합니다. 플런저를 끝까지 당기고 바늘 끝을 마개에 꽂고 플런저를 밀어 주사기 중앙으로 가져온 다음 바늘이 꽂힌 마개를 담그고 플런저가 반쯤 눌린 주사기와 함께 수중에서. 기포가 없으면 주사기가 꽉 조여진 것입니다.

변압기에는 오일 샘플링을 위한 분기 파이프가 있습니다.분기관을 세척하고 그 안에 정체되어 있는 일정량의 기름을 빼내고 주사기와 기름 추출 장치를 기름으로 씻어낸 다음 시료를 채취한다. 샘플링 작업은 다음 순서로 수행됩니다. 플러그(7)가 있는 티(5)는 파이프(2)를 사용하여 분기관(1)에 연결되고 파이프(3)는 수도꼭지(4)에 연결된다.

변압기 밸브가 열린 다음 탭 4가 열리고 최대 2리터의 변압기 오일이 배수된 다음 닫힙니다. 주사기(6)의 바늘은 티(5)의 플러그(7)를 통해 삽입되고 주사기는 오일로 채워진다. 밸브 4를 약간 열고 주사기에서 오일을 짜내십시오-이것은 주사기를 세척하는 것입니다.이 절차를 2 번 반복 한 다음 주사기에서 오일 샘플을 채취하여 플러그에서 제거하고 준비된 플러그에 붙입니다.

변압기 밸브를 닫고 오일 추출 시스템을 제거하십시오. 주사기에는 날짜, 샘플을 채취한 직원의 이름, 사이트 이름, 변압기 표시, 오일을 채취한 장소(저장소, 주입구)를 표시한 후 주사기를 실험실로 보내지는 특수 용기. 종종 마킹은 축약된 형태로 이루어지며 디코딩은 로그에 기록됩니다.

용존 가스의 부분 분리가 계획된 경우 특수 오일 수집기에서 샘플을 채취합니다. 정확도는 더 높아지지만 최대 3리터까지 더 많은 양의 오일이 필요합니다. 피스톤 1은 처음에 바닥으로 가라앉고 온도 센서 3이 장착된 기포 2는 밸브 4가 닫힌 상태에서 구멍 5에 나사로 고정되고 밸브 6은 닫힙니다. 플러그 8은 오일 섬프 하부의 구멍 7을 막습니다.샘플은 변압기 팔레트에 연결된 스토퍼로 닫힌 노즐 9에서 채취됩니다. 오일 2리터를 배출합니다.

지관에는 유니온너트(10)가 있는 파이프가 부착되어 있는데, 너트가 있는 유니온이 위쪽을 향하도록 되어 있어 오일이 초당 1ml 이하로 조금씩 빠져나갈 수 있다. 기포 2가 나오고 막대 11이 개구 7을 통해 피스톤 1에 밀착되어 위로 들어 올립니다. 오일 수집기를 돌리면 오일 흐름이 멈출 때까지 너트 10이 구멍 5에 나사로 고정됩니다.

오일 분리기는 분당 0.5리터의 속도로 변압기 오일로 채워집니다. 피스톤 1의 핸들 12가 구멍 7에 나타나면 플러그 8이 구멍 7에 제자리에 설치됩니다. 오일 공급이 차단되고 호스가 분리되지 않고 오일 수집기가 뒤집히고 피팅 10 분리되면 오일이 노즐 5에 도달하고 기포 2가 제자리에 고정되고 밸브 4를 닫아야 합니다. 오일 수집기는 크로마토그래피 분석을 위해 실험실로 보내집니다.

샘플은 분석까지 하루 이상 보관되지 않습니다. 실험실 분석을 통해 전기 기술 서비스가 변압기의 미래 운명을 결정하는 것과 관련하여 표준에서 용존 가스 함량의 편차를 보여주는 결과를 얻을 수 있습니다.

크로마토그래피 분석을 통해 용해된 오일의 함량(이산화탄소, 수소, 일산화탄소, 메탄, 에탄, 아세틸렌 및 에틸렌, 질소 및 산소)을 확인할 수 있습니다. 에틸렌, 아세틸렌 및 이산화탄소의 존재가 가장 자주 분석됩니다. 분석된 가스의 양이 적을수록 초기 고장의 다양성이 적게 감지됩니다.

현재 크로마토그래피 분석 덕분에 두 그룹의 변압기 고장을 식별할 수 있습니다.

• 절연 결함(종이-기름 절연의 방전, 고체 절연의 과열);

• 충전부 결함(금속 과열, 오일 누출).

첫 번째 그룹의 결함은 일산화탄소와 이산화탄소의 방출을 동반합니다. 이산화탄소 농도는 개방 호흡 변압기의 조건과 변압기 오일의 질소 보호에 대한 기준 역할을 합니다. 첫 번째 그룹의 위험한 결함을 평가할 수 있는 임계 농도 값이 결정되었습니다. 특별한 테이블이 있습니다.

두 번째 그룹의 결함은 오일에 아세틸렌과 에틸렌이 형성되고 동반 가스로 수소와 메탄이 형성되는 것이 특징입니다.

권선의 절연 손상과 관련된 첫 번째 그룹의 결함은 가장 큰 위험을 나타냅니다. 결함 부위에 약간의 기계적 영향이 있더라도 이미 아크가 형성될 수 있습니다. 이러한 변압기는 주로 수리가 필요합니다.

그러나 이산화탄소는 코일의 고장과 관련되지 않은 다른 이유로 생성될 수 있습니다. 실수로 질소 대신 이산화물이 냉각 시스템에 공급되므로 결론을 내리기 전에 화학 분석 및 전기 테스트 데이터를 고려하는 것이 중요합니다. 유사한 조건에서 작동하는 유사한 변압기의 크로마토그래피 분석 데이터를 비교할 수 있습니다.

진단 중에 단열재의 위치는 짙은 갈색이며 전체 단열재의 일반적인 배경에 대해 명확하게 눈에 띕니다. 분기 된 싹의 형태로 단열재에 누출 가능성이 있습니다.

고체 절연 가까이에 위치한 활선 연결의 결함이 가장 위험합니다. 이산화탄소 농도의 증가는 고체 절연이 영향을 받는다는 것을 보여주며, 유사한 변압기에 대한 분석 데이터를 비교할 때 더욱 그렇습니다. 권선의 저항을 측정하고 오작동을 결정하십시오. 이러한 결함과 첫 번째 그룹의 결함이 있는 변압기는 먼저 수리해야 합니다.

정상적인 이산화탄소 농도에서 아세틸렌과 에틸렌이 초과되면 자기 회로 또는 구조물의 일부가 과열됩니다. 이러한 변압기는 향후 6개월 이내에 정비가 필요합니다. 예를 들어 냉각 시스템의 오작동과 관련된 다른 원인을 고려하는 것이 중요합니다.

두 번째 그룹의 손상이 확인된 변압기를 수리하는 동안 손상 부위에서 고체 및 점성 오일 분해 생성물을 발견하고 검은색을 띤다. 수리 후 변압기가 다시 시작되면 수리 후 첫 달 이내에 빠른 분석을 통해 이전에 감지된 가스의 존재를 보여줄 가능성이 높지만 농도는 훨씬 낮아집니다. 이산화탄소 농도는 증가하지 않습니다. 농도가 증가하기 시작하면 결함이 남아 있습니다.

유막 보호 기능이 있는 변압기 및 분석 결과 고체 절연에 의심되는 손상이 확인되지 않은 기타 변압기는 고급 용존 가스 크로마토그래피 분석을 받아야 합니다.

잦은 방전으로 인한 고체 절연체의 손상은 가장 위험한 유형의 손상입니다. 둘 이상의 가스 농도 비율이 이를 나타내는 경우 변압기의 추가 작동은 위험하며 제조업체의 허가가 있는 경우에만 허용되며 결함이 고체 절연에 영향을 미치지 않아야 합니다.

크로마토그래피 분석은 2주마다 반복되며 3개월 이내에 용존 가스 농도의 비율이 변경되지 않으면 경질 단열재에 영향을 미치지 않습니다.

가스 농도의 변화율도 결함을 나타냅니다. 기름에 자주 배출되면 아세틸렌의 농도가 매월 0.004-0.01% 이상, 매월 0.02-0.03% 증가하여 고체 단열재로 자주 배출됩니다. 과열되면 아세틸렌과 메탄 농도의 증가율이 감소합니다. 이 경우 오일을 탈기한 다음 6개월에 한 번씩 분석해야 합니다.

규정에 따르면 변압기 오일의 크로마토그래피 분석은 6개월마다 수행해야 하며 750kV 변압기는 시운전 후 2주 후에 분석해야 합니다.

화학 크로마토그래피 분석을 위한 변압기 오일의 실험실 테스트

크로마토그래피 분석을 통한 변압기 오일의 효과적인 진단을 통해 오늘날 많은 전력 시스템에서 값비싼 변압기 유지 관리 작업량을 줄일 수 있습니다.더 이상 절연 특성을 측정하기 위해 네트워크를 분리할 필요가 없으며 변압기 오일 샘플을 채취하는 것으로 충분합니다.

따라서 오늘날 변압기 오일의 크로마토그래피 분석은 결함이 나타나는 초기 단계에서 변압기 결함을 모니터링하는 데 없어서는 안 될 방법이며 결함의 예상되는 특성과 개발 정도를 결정할 수 있습니다. 오일에 용해된 가스의 농도와 증가율을 한계값과 비교합니다. 전압이 100kV 이상인 변압기의 경우 이러한 분석을 최소 6개월에 한 번씩 수행해야 합니다.

절연체의 열화 정도, 전류 전달 부품의 과열 및 오일의 방전 여부를 평가할 수 있는 것은 크로마토그래피 분석 방법입니다. 일련의 분석 후 얻은 데이터를 기반으로 변압기 절연의 예상 파손 정도에 따라 변압기를 서비스에서 제외하고 수리를 위해 투입해야 할 필요성을 평가할 수 있습니다. 개발 중인 결함을 조기에 식별할수록 우발적 손상의 위험이 줄어들고 수리 작업량이 줄어듭니다.