【摘 要】变压器在运行中,容易受到不同因素的干扰,产生了气体并溶解到变压器油中,试验人员通过分析变压器油中溶解气体的含量,即可大致判断变压器的工作状态。目前,变压器油中溶解气体含量的试验非常复杂,必须在试验中得出准确的数据,才能稳定变压器的运行。因此,本文主要以变压器油为研究对象,分析溶解气体含量的试验。
【关键词】变压器油;溶解气体;试验
油中溶解气体含量的试验在变压器运行中较为适用,试验主要以变压器油中溶解的气体为主,通过油储存、色谱分析等方式,完成含量测定。基于油中溶解气体含量的试验测试,着重分析试验结果,检测变压器在正常运行状态下,变压器油中可能出现的溶解气体,将其做为评价变压器的一项标准,同时得出不同环境条件对变压器的影响。
1.分析变压器油中的溶解气体
以某变压器油的新油产品为例,分析油中溶解气体的来源。该变压器油的新品中本身含有C2H2和H2,其他溶解气体的来源大致可以分为四个方面,分析如下:
1.1大气环境
变压器油在运输的过程中,不可避免的会接触外界环境,主动吸收空气后,改变原有新油的气体含量,如增加了N2、O2的含量。
1.2精炼环节
变压器油在起初阶段并不能直接投入运用,需经过精炼环节。精炼过程中虽然产生的气体不多,但是直接干扰油中气体的含量,尤其是低分子烃类的气体,如:CH4,对油中溶解气体的含量产生影响。
1.3分解环节
变压器油在经历固体分解的过程中,最容易在油中引入气体。此项环节中大部分的C-O键会断裂,而且不同物质内的C-O键受到多层次温度的影响,发生不定期的分解,分解后的C、O会在其他条件下重组,再加上C-H键的干扰,直接产生烃类气体。
1.4化学反应
变压器油在特殊情况下,受到异常条件的影响,会发生诸多化学反应。例如:变压器油在储存的过程中,密封条件达不到标准状态,导致变压器油受潮吸水,水分与铁发生化学反应,产生H2,增加新油中的H2含量[1]。变压器油内部可能发生的化学反应非常多,不利于变压器油的稳定存在,同时为其提供多途径的气体来源。
2.变压器油中溶解气体含量的试验设计
结合变压器油中溶解气体的来源,设计试验项目,测定油中溶解气体的实际含量。具体的试验设计如下:
2.1变压器油的试验样本
采集变压器油的样本,试验人员选择了六种牌号的油样本。如:(1)10STO:中间基,倾点-21℃;(2)25STO:中间基,倾点-33℃;(3)40STO:中间基,倾点-48;(4)45STO中间基,倾点-57;(5)45NTO:环丙基,倾点-57;(6)45FTO:环丙基:-57℃。
2.2试验设计中的方法
试验设计中主要利用气象色谱的方法,完成气体含量的试验[2]。根据气象色谱试验方法的实际,需准备相关的仪器,如:色谱分析仪器、检测装置等,待变压器油中溶解气体含量测定后,还需比对色谱,确定变压器油中实际的气体含量。
2.3变压器油中溶解气体含量的试验
变压器油中溶解气体含量的试验分为三个部分,根据某试验案例的实践进行,汇总分析如下:
2.3.1储存试验
储存试验以25STO为样本,将其等分存储在室温下,严格设定储存时间,该试验选择的时间为0时、365时和730时,储存实践完成后立即采集变压器油的样本,分别在不同的位置进行选择,同时将样本导入到试验瓶内,密封处理。密封处理的变压器油属于混合类型,便于测定油中溶解气体的含量。针对储存试验,设计不同的样本,该试验将混合样本分为7组,在25℃-140℃之间,设置7个测量点,静置16个小时后,直接进行含量测量。
2.3.2浸渍试验
浸渍试验需要多种介质材料的参与,如:橡胶、硅钢片等,将此类材料与变压器油样本充分混合,并做密封处理,促使气体能够充分的释放,然后将混合样本放在105℃的条件下加热,之后测量内部的气体含量。
2.3.3氧化试验
氧化试验首先需将变压器油样本放置在相关试验设备上,测量试验点,当每个变压器油样本中含有0.014mgKOH水溶性酸时,即可测定氧化试验中变压器油内溶解气体的含量[3]。氧化试验主要是控制测量点,同时设定好试验参数,如:电压、温度等,保障各项条件达到测量状态,才能有效完成溶解气体含量的试验。
2.4溶解气体含量试验的结论
变压器油受到多项因素的干扰,通过上述试验的进行,分析试验的结论。如:(1)变压器油的储存时间,改变油中气体的含量,其中C02的含量会大幅度上升,C2H2、H2等其他类的气体溶解变化的含量不大;(2)变压器油在不同的温度环境中,形成了多样化的溶解气体,温度逐渐升高,检测到的低分子烃含量会呈现明显增加的趋势,部分气体还会呈现持续增加的状态;(3)变压器油中溶解气体的含量受到变压器自身材料的影响,完善浸渍试验后可以发现材料的影响,而且材料密度、面积等,都属于溶解气体含量的影响因素。
3.基于油中溶解气体含量试验的建议
结合变压器油中溶解气体含量的试验以及结论,针对变压器油的应用,提出以下几点建议,如:
第一,变压器油中溶解气体受到多方面因素的影响,其可做为判断变压器运行故障的条件,但是不能做为依据,还需结合其他判断指标,才能准确识别变压器的故障类型,进而有效解决运行故障。变压器油中溶解气体的含量试验对应了运行的故障指导,试验人员可以参考相关的判断方式,以免影响电力人员的检修效益。
第二,严格选择变压器运行中的绝缘材料,排除此类材料对该项试验的影响。绝缘材料有很大的可能会参与到溶解气体含量的试验中,影响最终的试验结果,而且在高温阶段容易产生其他类型的溶解气体,改变原有的试验结果,导致多项气体的含量增加过度,与设定试验测试得出的结果,存在明显的不同。
第三,处于无电场环境中的变压器油,如果储存方式恰当,基本可以排除气体溶解,最主要的是排除C2H2、H2的溶解,需严格掌握此类状态下的储存方式,结合储存优势,优化溶解气体含量的试验测定。
第四,变压器油内溶解气体含量呈现规律性变化时,需首先考虑变压器材料是否出现老化或氧化。变压器油中溶解气体中C含量增加时,最有可能出现老化故障,因为变压器绝缘材料内,含有充足的C元素,在老化后会转化成不同的含C类气体。
第五,变压器油中溶解气体含量试验设计的过程中,需要注重试验本身对气体含量的影响,尽量排除此部分试验的影响,完善试验测量的环境,保障变压器油故障判断的准确性,利用其为变压器运行提供优化的指导。
综上所述,变压器油中溶解气体含量的试验有利于变压器的实际运行,对其产生积极的影响,而且溶解气体的含量能够表明变压器的多项运行参数,利用直接的试验方式,获取精确的变压器数据。
4.结束语
经过油中溶解气体含量的试验证明,变压器确实受到不同环境的干扰,试验人员根据试验得出的气体含量,能够判断变压器潜在的运行故障,以此来提高变压器的运行能力,保障其在试验研究下可以达到优化的运行状态,排除干扰因素的影响。变压器油中溶解气体含量的试验具备充足的预测能力,在变压器故障诊断中起到主导作用。
【参考文献】
[1]黎刚.在线色谱监测装置在湖南电网中的应用[J].湖南电力,2013,(02):14-16.
[2]李江华.电力变压器常见故障及在线检测技术[J].绝缘材料,2011,(05):78-80.
[3]彭琳峰.变压器油中溶解气体在线监测系统的应用与管理[J].湖南电力,2013,(S1):90-92.
【摘 要】变压器在运行中,容易受到不同因素的干扰,产生了气体并溶解到变压器油中,试验人员通过分析变压器油中溶解气体的含量,即可大致判断变压器的工作状态。目前,变压器油中溶解气体含量的试验非常复杂,必须在试验中得出准确的数据,才能稳定变压器的运行。因此,本文主要以变压器油为研究对象,分析溶解气体含量的试验。
【关键词】变压器油;溶解气体;试验
油中溶解气体含量的试验在变压器运行中较为适用,试验主要以变压器油中溶解的气体为主,通过油储存、色谱分析等方式,完成含量测定。基于油中溶解气体含量的试验测试,着重分析试验结果,检测变压器在正常运行状态下,变压器油中可能出现的溶解气体,将其做为评价变压器的一项标准,同时得出不同环境条件对变压器的影响。
1.分析变压器油中的溶解气体
以某变压器油的新油产品为例,分析油中溶解气体的来源。该变压器油的新品中本身含有C2H2和H2,其他溶解气体的来源大致可以分为四个方面,分析如下:
1.1大气环境
变压器油在运输的过程中,不可避免的会接触外界环境,主动吸收空气后,改变原有新油的气体含量,如增加了N2、O2的含量。
1.2精炼环节
变压器油在起初阶段并不能直接投入运用,需经过精炼环节。精炼过程中虽然产生的气体不多,但是直接干扰油中气体的含量,尤其是低分子烃类的气体,如:CH4,对油中溶解气体的含量产生影响。
1.3分解环节
变压器油在经历固体分解的过程中,最容易在油中引入气体。此项环节中大部分的C-O键会断裂,而且不同物质内的C-O键受到多层次温度的影响,发生不定期的分解,分解后的C、O会在其他条件下重组,再加上C-H键的干扰,直接产生烃类气体。
1.4化学反应
变压器油在特殊情况下,受到异常条件的影响,会发生诸多化学反应。例如:变压器油在储存的过程中,密封条件达不到标准状态,导致变压器油受潮吸水,水分与铁发生化学反应,产生H2,增加新油中的H2含量[1]。变压器油内部可能发生的化学反应非常多,不利于变压器油的稳定存在,同时为其提供多途径的气体来源。
2.变压器油中溶解气体含量的试验设计
结合变压器油中溶解气体的来源,设计试验项目,测定油中溶解气体的实际含量。具体的试验设计如下:
2.1变压器油的试验样本
采集变压器油的样本,试验人员选择了六种牌号的油样本。如:(1)10STO:中间基,倾点-21℃;(2)25STO:中间基,倾点-33℃;(3)40STO:中间基,倾点-48;(4)45STO中间基,倾点-57;(5)45NTO:环丙基,倾点-57;(6)45FTO:环丙基:-57℃。
2.2试验设计中的方法
试验设计中主要利用气象色谱的方法,完成气体含量的试验[2]。根据气象色谱试验方法的实际,需准备相关的仪器,如:色谱分析仪器、检测装置等,待变压器油中溶解气体含量测定后,还需比对色谱,确定变压器油中实际的气体含量。
2.3变压器油中溶解气体含量的试验
变压器油中溶解气体含量的试验分为三个部分,根据某试验案例的实践进行,汇总分析如下:
2.3.1储存试验
储存试验以25STO为样本,将其等分存储在室温下,严格设定储存时间,该试验选择的时间为0时、365时和730时,储存实践完成后立即采集变压器油的样本,分别在不同的位置进行选择,同时将样本导入到试验瓶内,密封处理。密封处理的变压器油属于混合类型,便于测定油中溶解气体的含量。针对储存试验,设计不同的样本,该试验将混合样本分为7组,在25℃-140℃之间,设置7个测量点,静置16个小时后,直接进行含量测量。
2.3.2浸渍试验
浸渍试验需要多种介质材料的参与,如:橡胶、硅钢片等,将此类材料与变压器油样本充分混合,并做密封处理,促使气体能够充分的释放,然后将混合样本放在105℃的条件下加热,之后测量内部的气体含量。
2.3.3氧化试验
氧化试验首先需将变压器油样本放置在相关试验设备上,测量试验点,当每个变压器油样本中含有0.014mgKOH水溶性酸时,即可测定氧化试验中变压器油内溶解气体的含量[3]。氧化试验主要是控制测量点,同时设定好试验参数,如:电压、温度等,保障各项条件达到测量状态,才能有效完成溶解气体含量的试验。
2.4溶解气体含量试验的结论
变压器油受到多项因素的干扰,通过上述试验的进行,分析试验的结论。如:(1)变压器油的储存时间,改变油中气体的含量,其中C02的含量会大幅度上升,C2H2、H2等其他类的气体溶解变化的含量不大;(2)变压器油在不同的温度环境中,形成了多样化的溶解气体,温度逐渐升高,检测到的低分子烃含量会呈现明显增加的趋势,部分气体还会呈现持续增加的状态;(3)变压器油中溶解气体的含量受到变压器自身材料的影响,完善浸渍试验后可以发现材料的影响,而且材料密度、面积等,都属于溶解气体含量的影响因素。
3.基于油中溶解气体含量试验的建议
结合变压器油中溶解气体含量的试验以及结论,针对变压器油的应用,提出以下几点建议,如:
第一,变压器油中溶解气体受到多方面因素的影响,其可做为判断变压器运行故障的条件,但是不能做为依据,还需结合其他判断指标,才能准确识别变压器的故障类型,进而有效解决运行故障。变压器油中溶解气体的含量试验对应了运行的故障指导,试验人员可以参考相关的判断方式,以免影响电力人员的检修效益。
第二,严格选择变压器运行中的绝缘材料,排除此类材料对该项试验的影响。绝缘材料有很大的可能会参与到溶解气体含量的试验中,影响最终的试验结果,而且在高温阶段容易产生其他类型的溶解气体,改变原有的试验结果,导致多项气体的含量增加过度,与设定试验测试得出的结果,存在明显的不同。
第三,处于无电场环境中的变压器油,如果储存方式恰当,基本可以排除气体溶解,最主要的是排除C2H2、H2的溶解,需严格掌握此类状态下的储存方式,结合储存优势,优化溶解气体含量的试验测定。
第四,变压器油内溶解气体含量呈现规律性变化时,需首先考虑变压器材料是否出现老化或氧化。变压器油中溶解气体中C含量增加时,最有可能出现老化故障,因为变压器绝缘材料内,含有充足的C元素,在老化后会转化成不同的含C类气体。
第五,变压器油中溶解气体含量试验设计的过程中,需要注重试验本身对气体含量的影响,尽量排除此部分试验的影响,完善试验测量的环境,保障变压器油故障判断的准确性,利用其为变压器运行提供优化的指导。
综上所述,变压器油中溶解气体含量的试验有利于变压器的实际运行,对其产生积极的影响,而且溶解气体的含量能够表明变压器的多项运行参数,利用直接的试验方式,获取精确的变压器数据。
4.结束语
经过油中溶解气体含量的试验证明,变压器确实受到不同环境的干扰,试验人员根据试验得出的气体含量,能够判断变压器潜在的运行故障,以此来提高变压器的运行能力,保障其在试验研究下可以达到优化的运行状态,排除干扰因素的影响。变压器油中溶解气体含量的试验具备充足的预测能力,在变压器故障诊断中起到主导作用。
【参考文献】
[1]黎刚.在线色谱监测装置在湖南电网中的应用[J].湖南电力,2013,(02):14-16.
[2]李江华.电力变压器常见故障及在线检测技术[J].绝缘材料,2011,(05):78-80.
[3]彭琳峰.变压器油中溶解气体在线监测系统的应用与管理[J].湖南电力,2013,(S1):90-92.