Kromatografi dan penggunaannya dalam industri tenaga listrik

Perangkat untuk pemisahan kromatografi dan analisis campuran zat disebut kromatografi... Kromatografi terdiri dari: sistem pengenalan sampel, kolom kromatografi, detektor, sistem registrasi dan termostatik, dan perangkat untuk menerima komponen yang dipisahkan. Kromatografi adalah cair dan gas, tergantung pada keadaan agregat fase gerak. Kromatografi pengembangan paling sering digunakan.

Kromatografi bekerja sebagai berikut. Gas pembawa terus diumpankan dari balon ke kolom kromatografi melalui pengatur aliran dan tekanan variabel atau laju konstan. Kolom ditempatkan di termostat dan diisi dengan sorben. Suhu dijaga konstan dan berada dalam kisaran hingga 500 °C.

Sampel cair dan gas disuntikkan dengan jarum suntik. Kolom memisahkan campuran multikomponen menjadi beberapa campuran biner yang mencakup pembawa dan salah satu komponen yang dianalisis. Bergantung pada sejauh mana komponen campuran biner diserap, campuran memasuki detektor dalam urutan tertentu.Berdasarkan hasil deteksi, perubahan konsentrasi komponen keluaran dicatat. Proses yang terjadi pada detektor diubah menjadi sinyal listrik, kemudian direkam dalam bentuk kromatogram.

Dalam sepuluh tahun terakhir, ini telah menyebar luas di industri tenaga. analisis kromatografi minyak transformator, menunjukkan hasil yang baik dalam diagnosis transformator, membantu mengidentifikasi gas yang terlarut dalam minyak dan menentukan adanya cacat pada transformator.

Tukang listrik hanya mengambil sampel minyak transformator, mengirimkannya ke laboratorium, di mana karyawan layanan kimia melakukan analisis kromatografi, setelah itu tetap menarik kesimpulan yang benar dari hasil yang diperoleh dan memutuskan apakah akan menggunakan transformator lebih lanjut atau perlu diperbaiki atau diganti.

Tergantung pada metode minyak transformator degassing, ada beberapa cara untuk mengambil sampel. Selanjutnya, mari kita lihat dua metode paling populer.

Jika degassing dilakukan dengan vakum, sampel diambil dalam jarum suntik kaca 5 atau 10 ml yang disegel. Syringe diperiksa kekencangannya sebagai berikut: tarik plunger sampai ujung, masukkan ujung jarum ke stopper, dorong plunger, bawa ke tengah spuit, lalu rendam stopper dengan jarum tertancap di dalamnya, bersama dengan jarum suntik dengan pendorong setengah tertekan, di bawah air. Jika tidak ada gelembung udara, jarum suntik kencang.

Transformator memiliki pipa cabang untuk pengambilan sampel minyak.Pipa cabang dibersihkan, sejumlah minyak yang menggenang di dalamnya dikeringkan, jarum suntik dan alat ekstraksi minyak dicuci dengan minyak, lalu diambil sampelnya. Operasi pengambilan sampel dilakukan dalam urutan berikut. Tee 5 dengan steker 7 dihubungkan ke pipa cabang 1 menggunakan pipa 2, dan pipa 3 dihubungkan ke keran 4.

Katup trafo dibuka, lalu keran 4 dibuka, hingga 2 liter oli trafo dialirkan melaluinya, lalu ditutup. Jarum spuit 6 dimasukkan melalui sumbat 7 dari tee 5 dan spuit diisi dengan oli. Buka katup 4 sedikit, peras minyak dari semprit - ini mencuci semprit, prosedur ini diulangi 2 kali, lalu ambil sampel oli di semprit, lepaskan dari sumbat dan masukkan ke sumbat yang sudah disiapkan.

Tutup katup transformator, lepaskan sistem ekstraksi oli. Jarum suntik diberi tanda yang menunjukkan tanggal, nama karyawan yang mengambil sampel, nama lokasi, penandaan transformator, tempat pengambilan oli (waduk, saluran masuk), setelah itu jarum suntik ditempatkan di wadah khusus, yang dikirim ke laboratorium. Seringkali, penandaan dilakukan dalam bentuk singkat, dan decoding dicatat dalam log.

Jika pemisahan sebagian dari gas terlarut direncanakan, sampel diambil dalam pengumpul minyak khusus. Akurasinya akan lebih tinggi, tetapi volume oli yang lebih besar akan dibutuhkan, hingga tiga liter. Piston 1 awalnya tenggelam ke dasar, gelembung 2 dilengkapi sensor suhu 3 dengan katup 4 tertutup disekrup ke lubang 5, sedangkan katup 6 ditutup. Steker 8 menutup lubang 7 di bagian bawah wadah oli.Sampel diambil dari nozzle 9, ditutup dengan sumbat yang terhubung ke palet trafo. Tiriskan 2 liter minyak.

Pipa dengan mur penyambung 10 dipasang ke pipa cabang Penyatuan dengan mur diarahkan ke atas, yang memungkinkan oli mengalir sedikit demi sedikit, tidak lebih dari 1 ml per detik. Gelembung 2 keluar dan batang 11 ditekan ke piston 1 melalui lubang 7, mengangkatnya. Memutar pengumpul oli, mur 10 disekrup ke lubang 5 hingga oli berhenti mengalir.

Pemisah oli diisi dengan oli trafo dengan kecepatan setengah liter per menit. Ketika pegangan 12 piston 1 muncul di lubang 7, steker 8 dipasang di tempatnya, di lubang 7. Suplai oli terputus, selang tidak dilepas, pengumpul oli dibalik, fitting 10 terputus, dipastikan oli mencapai nosel 5, gelembung 2 disekrup ke tempatnya, katup 4 harus ditutup. Pengumpul minyak dikirim ke laboratorium untuk analisis kromatografi.

Sampel disimpan sampai analisis tidak lebih dari satu hari. Analisis laboratorium memungkinkan diperolehnya hasil yang menunjukkan penyimpangan kandungan gas terlarut dari norma, sehubungan dengan itu layanan elektroteknik memutuskan nasib masa depan transformator.

Analisis kromatografi memungkinkan Anda menentukan kandungan dalam minyak terlarut: karbon dioksida, hidrogen, karbon monoksida, serta metana, etana, asetilena dan etilen, nitrogen, dan oksigen. Kehadiran etilena, asetilena, dan karbon dioksida paling sering dianalisis. Semakin kecil jumlah gas yang dianalisis, semakin sedikit variasi kegagalan baru yang terdeteksi.

Saat ini, berkat analisis kromatografi, dimungkinkan untuk mengidentifikasi dua kelompok kegagalan transformator:

• Cacat isolasi (pelepasan dalam isolasi kertas-minyak, isolasi padat yang terlalu panas);

• Cacat pada bagian aktif (logam terlalu panas, kebocoran minyak).

Cacat kelompok pertama disertai dengan pelepasan karbon monoksida dan karbon dioksida. Konsentrasi karbon dioksida berfungsi sebagai kriteria untuk kondisi trafo pernapasan terbuka dan perlindungan nitrogen minyak trafo. Nilai konsentrasi kritis telah ditentukan, yang memungkinkan untuk menilai cacat berbahaya pada kelompok pertama; ada meja khusus.

Cacat kelompok kedua ditandai dengan pembentukan asetilena dan etilen dalam minyak dan hidrogen dan metana sebagai gas yang menyertainya.

Cacat kelompok pertama, terkait dengan kerusakan pada isolasi belitan, merupakan bahaya terbesar. Bahkan dengan sedikit efek mekanis pada lokasi cacat, busur sudah dapat terbentuk. Transformator semacam itu terutama membutuhkan perbaikan.

Tetapi karbon dioksida dapat dihasilkan karena alasan lain yang tidak terkait dengan kegagalan koil, misalnya penyebabnya adalah penuaan oli atau seringnya kelebihan beban dan panas berlebih yang terkait dengan kegagalan sistem pendingin. dioksida keliru dimasukkan ke dalam sistem pendingin bukan nitrogen, sehingga penting untuk mempertimbangkan analisis kimia dan data uji listrik sebelum menarik kesimpulan apapun. Anda dapat membandingkan data analisis kromatografi dari transformator serupa yang beroperasi dalam kondisi serupa.

Selama diagnosa, lokasi insulasi akan berwarna coklat tua dan akan menonjol dengan jelas dengan latar belakang umum seluruh insulasi. Kemungkinan jejak kebocoran pada insulasi berupa pucuk bercabang.

Kesalahan pada sambungan langsung yang terletak dekat dengan insulasi padat adalah yang paling berbahaya. Peningkatan konsentrasi karbon dioksida menunjukkan bahwa insulasi padat terpengaruh, terlebih lagi ketika membandingkan data analitik untuk transformator serupa. Ukur resistansi belitan, tentukan kerusakannya. Transformer dengan cacat ini, serta cacat pada kelompok pertama, harus diperbaiki terlebih dahulu.

Jika asetilena dan etilena terlampaui pada konsentrasi normal karbon dioksida, terjadi panas berlebih pada sirkuit magnetik atau bagian struktur. Trafo seperti itu membutuhkan perombakan dalam enam bulan ke depan. Penting untuk mempertimbangkan penyebab lain, misalnya terkait dengan kerusakan sistem pendingin.

Selama pekerjaan perbaikan transformator dengan kerusakan yang teridentifikasi pada kelompok kedua, mereka menemukan produk padat dan kental dari penguraian minyak di lokasi kerusakan, warnanya hitam. Ketika trafo dihidupkan kembali setelah perbaikan, analisis cepat, dalam bulan pertama setelah perbaikan, kemungkinan besar akan menunjukkan adanya gas yang terdeteksi sebelumnya, tetapi konsentrasinya akan jauh lebih rendah; konsentrasi karbon dioksida tidak akan meningkat. Jika konsentrasi mulai meningkat, cacat tetap ada.

Transformator dengan pelindung film minyak dan transformator lain yang analisisnya tidak mengkonfirmasi dugaan kerusakan pada insulasi padat harus dikenai analisis kromatografi gas terlarut lanjutan.

Kerusakan pada insulasi padat yang disertai pelepasan yang sering adalah jenis kerusakan yang paling berbahaya. Jika dua atau lebih rasio konsentrasi gas menunjukkannya, pengoperasian transformator lebih lanjut berisiko dan hanya diperbolehkan dengan izin pabrikan, dan cacat tidak boleh mempengaruhi insulasi padat.

Analisis kromatografi diulangi setiap dua minggu, dan jika dalam tiga bulan rasio konsentrasi gas terlarut tidak berubah, maka isolasi kaku tidak terpengaruh.

Tingkat perubahan konsentrasi gas juga menunjukkan cacat. Dengan pelepasan yang sering ke dalam minyak, asetilena meningkatkan konsentrasinya sebesar 0,004-0,01% per bulan atau lebih, dan sebesar 0,02-0,03% per bulan - dengan pelepasan yang sering ke isolasi padat. Saat kepanasan, laju peningkatan konsentrasi asetilena dan metana berkurang, dalam hal ini perlu dilakukan degas minyak dan kemudian dianalisis setiap enam bulan sekali.

Menurut peraturan, analisis kromatografi minyak trafo harus dilakukan setiap enam bulan, dan trafo 750 kV harus dianalisis dua minggu setelah commissioning.

Pengujian laboratorium minyak trafo untuk analisis kromatografi kimia

Diagnosis minyak trafo yang efektif dengan analisis kromatografi memungkinkan saat ini untuk mengurangi volume pekerjaan pemeliharaan trafo yang mahal di banyak sistem tenaga.Tidak perlu lagi memutus jaringan untuk mengukur karakteristik insulasi, cukup mengambil sampel oli trafo saja.

Jadi, analisis kromatografi minyak trafo saat ini adalah metode yang sangat diperlukan untuk memantau cacat trafo pada tahap paling awal kemunculannya, memungkinkan Anda untuk menentukan sifat cacat yang diharapkan dan tingkat perkembangannya. dengan konsentrasi gas terlarut dalam minyak dan laju kenaikannya, membandingkannya dengan nilai batas. Untuk transformator dengan tegangan 100 kV ke atas, analisis semacam itu harus dilakukan setidaknya setiap enam bulan sekali.

Metode analisis kromatografilah yang memungkinkan untuk menilai tingkat kerusakan isolator, panas berlebih pada bagian pembawa arus, dan adanya pelepasan listrik dalam minyak. Berdasarkan tingkat kerusakan isolasi trafo yang diharapkan, berdasarkan data yang diperoleh setelah serangkaian analisis, adalah mungkin untuk menilai kebutuhan untuk mengeluarkan trafo dari layanan dan memasangnya untuk diperbaiki. Semakin dini cacat yang berkembang diidentifikasi, semakin kecil risiko kerusakan yang tidak disengaja dan semakin kecil volume pekerjaan perbaikan.