الكروماتوغرافيا واستخدامها في صناعة الطاقة

جهاز الفصل الكروماتوغرافي وتحليل مخاليط المواد يسمى كروماتوغراف ... يتكون الكروماتوغراف من: نظام إدخال العينة ، عمود كروماتوغرافي ، كاشف ، نظام تسجيل وترموستات ، وأجهزة لاستقبال المكونات المنفصلة. الكروماتوغرافيا هي سائل وغاز ، اعتمادًا على الحالة الإجمالية للمرحلة المتنقلة. غالبًا ما يستخدم كروماتوغرافيا التطوير.

يعمل الكروماتوغراف على النحو التالي. يتم تغذية الغاز الحامل باستمرار من البالون إلى العمود الكروماتوغرافي من خلال ضغط معدل متغير أو ثابت ومنظم التدفق. يوضع العمود في ترموستات ويملأ بمادة ماصة. تبقى درجة الحرارة ثابتة وفي حدود 500 درجة مئوية.

يتم حقن العينات السائلة والغازية بحقنة. يفصل العمود الخليط متعدد المكونات إلى عدة مخاليط ثنائية تتضمن كلاً من المادة الحاملة وأحد المكونات التي تم تحليلها. اعتمادًا على درجة امتصاص مكونات الخلائط الثنائية ، تدخل المخاليط إلى الكاشف بترتيب معين.بناءً على نتيجة الكشف ، يتم تسجيل التغيير في تركيز مكونات الإخراج. يتم تحويل العمليات التي تحدث في الكاشف إلى إشارة كهربائية ، ثم يتم تسجيلها في شكل مخطط كروماتوجرافي.

في السنوات العشر الماضية ، أصبح منتشرًا في صناعة الطاقة. التحليل الكروماتوجرافي لزيت المحولات ، يظهر نتائج جيدة في تشخيص المحولات ، مما يساعد على التعرف على الغازات الذائبة في الزيت وتحديد وجود عيوب في المحولات.

الكهربائي يأخذ عينة فقط زيت المحولات، يسلمها إلى المختبر ، حيث يقوم موظف الخدمة الكيميائية بإجراء تحليل كروماتوغرافي ، وبعد ذلك يبقى استخلاص الاستنتاجات الصحيحة من النتائج التي تم الحصول عليها وتحديد ما إذا كان سيتم استخدام المحول مرة أخرى أو إذا كان يحتاج إلى إصلاح أو استبدال.

اعتمادًا على طريقة تفريغ زيت المحولات ، هناك عدة طرق لأخذ عينة. بعد ذلك ، دعنا نلقي نظرة على طريقتين من أكثر الطرق شيوعًا.

إذا تم التفريغ بالفراغ ، تؤخذ العينة في محاقن زجاجية مختومة بسعة 5 أو 10 مل. يتم فحص المحقنة للتأكد من شدها على النحو التالي: اسحب المكبس إلى النهاية ، وألصق نهاية الإبرة في السدادة ، وادفع المكبس ، وجلبه إلى منتصف المحقنة ، ثم اغمر السدادة بالإبرة الملتصقة بها ، جنبا إلى جنب مع حقنة مع الغطاس نصف منضغط ، تحت الماء. إذا لم تكن هناك فقاعات هواء ، فإن المحقنة ضيقة.

يحتوي المحول على أنبوب فرعي لأخذ عينات الزيت.يتم تنظيف الأنبوب الفرعي ، وتصريف كمية معينة من الزيت الراكد فيه ، ويتم غسل المحقنة وجهاز استخراج الزيت بالزيت ، ثم يتم أخذ عينة. يتم تنفيذ عملية أخذ العينات بالتسلسل التالي. يتم توصيل نقطة الإنطلاق 5 بمقبس 7 بالأنبوب الفرعي 1 باستخدام الأنبوب 2 ، ويتم توصيل الأنبوب 3 بصنبور 4.

يفتح صمام المحول ، ثم يفتح الصنبور رقم 4 ، ويتم تصريف ما يصل إلى 2 لتر من زيت المحول من خلاله ، ثم يُغلق. يتم إدخال إبرة المحقنة 6 من خلال السدادة 7 من نقطة الإنطلاق 5 ويتم ملء المحقنة بالزيت. افتح الصمام 4 قليلاً ، واضغط الزيت من المحقنة - هذا هو غسل المحقنة ، ويتكرر هذا الإجراء مرتين ، ثم خذ عينة من الزيت في حقنة ، وأزلها من السدادة وألصقها في سدادة جاهزة.

أغلق صمام المحول ، قم بإزالة نظام استخلاص الزيت. تم وضع علامة على الحقنة تشير إلى التاريخ ، واسم الموظف الذي أخذ العينة ، واسم الموقع ، ووسم المحول ، ومكان أخذ الزيت (الخزان ، المدخل) ، وبعد ذلك يتم وضع المحقنة فيه حاوية خاصة يتم إرسالها في المختبر. في كثير من الأحيان ، يتم وضع العلامات في شكل مختصر ، ويتم تسجيل فك التشفير في السجل.

إذا تم التخطيط للفصل الجزئي للغازات المذابة ، يتم أخذ العينة في مجمع زيت خاص. ستكون الدقة أعلى ، لكن ستكون هناك حاجة إلى كمية أكبر من الزيت ، تصل إلى ثلاثة لترات. يغرق المكبس 1 في البداية إلى الأسفل ، ويتم تثبيت الفقاعة 2 ، المجهزة بمستشعر درجة الحرارة 3 ، مع الصمام 4 ، في الفتحة 5 ، بينما يتم إغلاق الصمام 6. يقوم القابس 8 بإغلاق الفتحة 7 في الجزء السفلي من حوض الزيت.يتم أخذ العينة من فوهة 9 ، مغلقة بسدادة متصلة بمنصة المحولات. صفي 2 لتر من الزيت.

يتم توصيل أنبوب به صامولة نقابية 10 بالأنبوب الفرعي ، ويتم توجيه الوصلة مع الجوز لأعلى ، مما يسمح للزيت بالتصريف شيئًا فشيئًا ، ولا يزيد عن 1 مل في الثانية. تنفجر الفقاعة 2 ويتم ضغط القضيب 11 على المكبس 1 من خلال الفتحة 7 ، ورفعها لأعلى. عند تشغيل مجمع الزيت ، يتم تثبيت الصمولة 10 في الفتحة 5 حتى يتوقف الزيت عن التدفق.

تمتلئ فاصل الزيت بزيت المحولات بمعدل نصف لتر في الدقيقة. عندما يظهر المقبض 12 من المكبس 1 في الفتحة 7 ، يتم تثبيت القابس 8 في مكانه ، عند الفتحة 7. يتم قطع إمداد الزيت ، والخرطوم غير مفصول ، ويتم قلب مجمع الزيت ، والتركيب 10 غير متصل ، يتم التأكد من أن الزيت يصل إلى الفوهة 5 ، والفقاعة 2 مشدودة في مكانها ، ويجب إغلاق الصمام 4. يتم إرسال مجمع الزيت إلى المختبر للتحليل الكروماتوغرافي.

يتم تخزين العينات حتى التحليل لمدة لا تزيد عن يوم واحد. يسمح التحليل المختبري بالحصول على نتائج توضح انحراف محتوى الغازات المذابة عن القاعدة ، فيما يتعلق بالخدمة الكهروتقنية التي تقرر مصير المحول في المستقبل.

يسمح لك التحليل الكروماتوغرافي بتحديد المحتوى في الزيت المذاب: ثاني أكسيد الكربون والهيدروجين وأول أكسيد الكربون وكذلك الميثان والإيثان والأسيتيلين والإيثيلين والنيتروجين والأكسجين. غالبًا ما يتم تحليل وجود الإيثيلين والأسيتيلين وثاني أكسيد الكربون. كلما قلت كمية الغازات التي تم تحليلها ، قل تنوع حالات الفشل الأولي.

حاليًا ، بفضل التحليل الكروماتوغرافي ، من الممكن تحديد مجموعتين من حالات فشل المحولات:

• عيوب العزل (تصريفات في عزل الزيت الورقي ، ارتفاع درجة حرارة العزل الصلب) ؛

• عيوب في الأجزاء الحية (ارتفاع درجة حرارة المعدن ، تسرب إلى الزيت).

تصاحب عيوب المجموعة الأولى إطلاق أول أكسيد الكربون وثاني أكسيد الكربون. يعمل تركيز ثاني أكسيد الكربون كمعيار لحالة محولات التنفس المفتوح وحماية النيتروجين لزيت المحولات. تم تحديد قيم التركيز الحرجة ، والتي تسمح بتقييم العيوب الخطيرة للمجموعة الأولى ؛ هناك طاولات خاصة.

وتتميز عيوب المجموعة الثانية بتكوين الأسيتيلين والإيثيلين في الزيت والهيدروجين والميثان كغازات مصاحبة.

تمثل عيوب المجموعة الأولى ، المرتبطة بتلف عزل اللفات ، أكبر خطر. حتى مع وجود تأثير ميكانيكي طفيف على موقع الخلل ، يمكن بالفعل تشكيل قوس. تحتاج هذه المحولات في المقام الأول إلى الإصلاح.

ولكن يمكن أن يتولد ثاني أكسيد الكربون لأسباب أخرى لا تتعلق بفشل الملفات ، على سبيل المثال ، يمكن أن تكون الأسباب تقادم الزيت أو الأحمال الزائدة المتكررة وارتفاع درجة الحرارة المرتبطة بفشل نظام التبريد.هناك حالات عندما يكون الكربون يتم إدخال ثنائي أكسيد عن طريق الخطأ في نظام التبريد بدلاً من النيتروجين ، لذلك من المهم مراعاة التحليل الكيميائي وبيانات الاختبار الكهربائي قبل استخلاص أي استنتاجات. يمكنك مقارنة بيانات التحليل الكروماتوغرافي لمحول مماثل يعمل في ظل ظروف مماثلة.

أثناء التشخيص ، سيكون موقع العزل بنيًا داكنًا اللون وسيبرز بوضوح على الخلفية العامة للعزل بأكمله. الآثار المحتملة للتسرب على العزل في شكل براعم متفرعة.

تعتبر الأعطال في التوصيلات الحية القريبة من العزل الصلب هي الأكثر خطورة. تظهر الزيادة في تركيز ثاني أكسيد الكربون أن العزل الصلب يتأثر ، أكثر من ذلك عند مقارنة البيانات التحليلية لمحول مماثل. قياس مقاومة اللفات وتحديد العطل. يجب أولاً إصلاح المحولات التي بها هذه العيوب ، وكذلك مع عيوب المجموعة الأولى.

في حالة تجاوز الأسيتيلين والإيثيلين عند التركيز الطبيعي لثاني أكسيد الكربون ، يحدث ارتفاع درجة حرارة الدائرة المغناطيسية أو أجزاء من الهيكل. يحتاج هذا المحول إلى إصلاح شامل في غضون الأشهر الستة المقبلة. من المهم مراعاة الأسباب الأخرى ، على سبيل المثال المتعلقة بخلل في نظام التبريد.

أثناء أعمال إصلاح المحولات ذات التلف المحدد للمجموعة الثانية ، وجدوا منتجات صلبة ولزجة من تحلل الزيت في مواقع التلف ، ولها لون أسود. عند إعادة تشغيل المحول بعد الإصلاح ، من المرجح أن يُظهر التحليل السريع ، خلال الشهر الأول بعد الإصلاح ، وجود غازات تم اكتشافها مسبقًا ، لكن تركيزها سيكون أقل بكثير ؛ لن يزيد تركيز ثاني أكسيد الكربون. إذا بدأ التركيز في الزيادة ، يبقى الخلل.

يجب أن تخضع المحولات ذات الحماية الغشائية الزيتية والمحولات الأخرى التي لا يؤكد تحليلها الضرر المشتبه به للعزل الصلب لتحليل كروماتوغرافي متقدم للغاز المذاب.

يعد الضرر الذي يلحق بالعزل الصلب مصحوبًا بتفريغ متكرر من أخطر أنواع الضرر. إذا أشارت نسبتان أو أكثر من نسب تركيز الغاز إلى ذلك ، فإن التشغيل الإضافي للمحول يكون محفوفًا بالمخاطر ولا يُسمح به إلا بإذن من الشركة المصنعة ، ويجب ألا يؤثر العيب على العزل الصلب.

يتكرر التحليل الكروماتوغرافي كل أسبوعين ، وإذا لم تتغير نسبة تركيزات الغاز المذاب في غضون ثلاثة أشهر ، فلن يتأثر العزل الصلب.

يشير معدل التغير في تركيز الغاز أيضًا إلى وجود عيوب. مع عمليات التصريف المتكررة في الزيت ، يزيد الأسيتيلين تركيزه بنسبة 0.004-0.01٪ شهريًا أو أكثر ، وبنسبة 0.02-0.03٪ شهريًا - مع عمليات التفريغ المتكررة في العزل الصلب. عند ارتفاع درجة الحرارة ، ينخفض ​​معدل الزيادة في تركيز الأسيتيلين والميثان ، في هذه الحالة من الضروري إزالة الغاز من الزيت ثم تحليله مرة كل ستة أشهر.

وفقًا للوائح ، يجب إجراء تحليل كروماتوغرافي لزيت المحولات كل ستة أشهر ، ويجب تحليل محولات 750 كيلوفولت بعد أسبوعين من بدء التشغيل.

الاختبارات المعملية لزيت المحولات للتحليل الكروماتوجرافي الكيميائي

يسمح التشخيص الفعال لزيت المحولات عن طريق التحليل الكروماتوغرافي اليوم بتقليل حجم العمل على الصيانة الباهظة للمحولات في العديد من أنظمة الطاقة.لم يعد من الضروري فصل الشبكات لقياس خصائص العزل ، يكفي فقط أخذ عينة من زيت المحولات.

لذلك ، فإن التحليل الكروماتوغرافي لزيت المحولات اليوم هو طريقة لا غنى عنها لرصد عيوب المحولات في أول مرحلة من ظهورها ، فهي تتيح لك تحديد الطبيعة المتوقعة للعيوب ودرجة تطورها.يتم تقييم حالة المحول بتركيزات الغازات المذابة في الزيت ومعدل زيادتها ومقارنتها بالقيم الحدية. بالنسبة للمحولات ذات الجهد الكهربائي 100 كيلو فولت وما فوق ، يجب إجراء مثل هذا التحليل مرة واحدة على الأقل كل ستة أشهر.

إن طرق التحليل الكروماتوغرافية هي التي تجعل من الممكن تقييم درجة تدهور العوازل ، وارتفاع درجة حرارة الأجزاء الحاملة للتيار ووجود تصريفات كهربائية في الزيت. بناءً على مدى الانهيار المتوقع لعزل المحولات ، بناءً على البيانات التي تم الحصول عليها بعد سلسلة من التحليلات ، من الممكن تقييم الحاجة إلى إخراج المحول من الخدمة ووضعه في الإصلاح. كلما تم تحديد العيوب النامية في وقت مبكر ، كلما قل خطر التلف العرضي وصغر حجم أعمال الإصلاح.