โครมาโตกราฟและการใช้งานในอุตสาหกรรมพลังงาน

อุปกรณ์สำหรับการแยกด้วยโครมาโตกราฟีและการวิเคราะห์ส่วนผสมของสารเรียกว่า โครมาโตกราฟ... โครมาโตกราฟประกอบด้วย: ระบบแนะนำตัวอย่าง คอลัมน์โครมาโตกราฟี เครื่องตรวจจับ การลงทะเบียนและระบบอุณหภูมิ และอุปกรณ์สำหรับรับส่วนประกอบที่แยกออกมา โครมาโตกราฟเป็นของเหลวและก๊าซ ขึ้นอยู่กับสถานะรวมของเฟสเคลื่อนที่ มักใช้โครมาโตกราฟีเพื่อการพัฒนา

โครมาโตกราฟีทำงานดังนี้ ก๊าซตัวพาถูกป้อนอย่างต่อเนื่องจากบอลลูนไปยังคอลัมน์โครมาโตกราฟีผ่านตัวควบคุมความดันและอัตราการไหลที่แปรผันหรือคงที่ วางคอลัมน์ไว้ในเทอร์โมสตัทและเติมด้วยตัวดูดซับ อุณหภูมิคงที่และอยู่ในช่วงสูงถึง 500 °C

ตัวอย่างของเหลวและก๊าซจะถูกฉีดด้วยเข็มฉีดยา คอลัมน์จะแยกส่วนผสมที่มีองค์ประกอบหลายองค์ประกอบออกเป็นส่วนผสมแบบไบนารีหลายตัวที่มีทั้งตัวพาและหนึ่งในองค์ประกอบที่วิเคราะห์ ขึ้นอยู่กับระดับที่ส่วนประกอบของสารผสมไบนารีถูกดูดซับ สารผสมจะเข้าสู่เครื่องตรวจจับตามลำดับที่แน่นอนจากผลการตรวจจับ การเปลี่ยนแปลงความเข้มข้นของส่วนประกอบเอาต์พุตจะถูกบันทึก กระบวนการที่เกิดขึ้นในเครื่องตรวจจับจะถูกแปลงเป็นสัญญาณไฟฟ้า จากนั้นจึงบันทึกในรูปแบบของโครมาโตแกรม

ในช่วงสิบปีที่ผ่านมาได้แพร่หลายในอุตสาหกรรมไฟฟ้า การวิเคราะห์ด้วยโครมาโตกราฟีของน้ำมันหม้อแปลง แสดงผลลัพธ์ที่ดีในการวินิจฉัยหม้อแปลงไฟฟ้า ช่วยระบุก๊าซที่ละลายในน้ำมันและระบุข้อบกพร่องในหม้อแปลง

ช่างไฟฟ้าเพียงแค่เก็บตัวอย่าง น้ำมันหม้อแปลงส่งไปยังห้องปฏิบัติการซึ่งพนักงานของบริการเคมีทำการวิเคราะห์โครมาโตกราฟีหลังจากนั้นจะยังคงสรุปผลที่ถูกต้องจากผลลัพธ์ที่ได้รับและตัดสินใจว่าจะใช้หม้อแปลงต่อไปหรือจำเป็นต้องซ่อมแซมหรือเปลี่ยนใหม่

มีหลายวิธีในการเก็บตัวอย่างขึ้นอยู่กับวิธีการกำจัดแก๊สน้ำมันหม้อแปลง ต่อไป เรามาดูสองวิธีที่ได้รับความนิยมมากที่สุด

หากทำการไล่แก๊สด้วยสุญญากาศ ตัวอย่างจะถูกเก็บในกระบอกฉีดยาแก้วขนาด 5 หรือ 10 มล. ที่ปิดสนิท เข็มฉีดยาได้รับการตรวจสอบความแน่นดังนี้: ดึงก้านสูบจนสุด สอดปลายเข็มเข้าไปในจุก ดันก้านฉีดเข้าไปตรงกลางกระบอกฉีด จากนั้นจุ่มจุกที่มีเข็มติดอยู่ ร่วมกับกระบอกฉีดยาที่มีลูกสูบครึ่งกดอยู่ใต้น้ำ หากไม่มีฟองอากาศแสดงว่ากระบอกฉีดยาแน่น

หม้อแปลงมีท่อสาขาสำหรับเก็บตัวอย่างน้ำมันทำความสะอาดท่อสาขา, น้ำมันที่ชะงักงันจำนวนหนึ่งถูกระบายออก, กระบอกฉีดและอุปกรณ์สกัดน้ำมันถูกล้างด้วยน้ำมัน, จากนั้นจึงเก็บตัวอย่าง การสุ่มตัวอย่างดำเนินการตามลำดับต่อไปนี้ ที 5 พร้อมปลั๊ก 7 เชื่อมต่อกับท่อสาขา 1 โดยใช้ท่อ 2 และท่อ 3 เชื่อมต่อกับ faucet 4

วาล์วหม้อแปลงเปิดขึ้นจากนั้นเปิดก๊อก 4 น้ำมันหม้อแปลงสูงสุด 2 ลิตรไหลผ่านแล้วปิด เข็มของกระบอกฉีดยา 6 ถูกเสียบผ่านปลั๊ก 7 ของที 5 และกระบอกฉีดยาเต็มไปด้วยน้ำมัน เปิดวาล์ว 4 เล็กน้อย บีบน้ำมันออกจากกระบอกฉีดยา — นี่คือการล้างกระบอกฉีดยา ทำขั้นตอนนี้ซ้ำ 2 ครั้ง จากนั้นนำตัวอย่างน้ำมันใส่กระบอกฉีดยา นำออกจากปลั๊ก แล้วติดเข้ากับปลั๊กที่เตรียมไว้

ปิดวาวล์หม้อแปลง ถอดระบบ สกัดน้ำมันออก เข็มฉีดยาถูกทำเครื่องหมายเพื่อระบุวันที่, ชื่อของพนักงานที่รับตัวอย่าง, ชื่อของสถานที่, เครื่องหมายของหม้อแปลง, สถานที่ที่ถ่ายน้ำมัน (อ่างเก็บน้ำ, ทางเข้า) หลังจากนั้นจึงวางเข็มฉีดยาลงใน ภาชนะพิเศษซึ่งส่งไปยังห้องปฏิบัติการ บ่อยครั้งที่การทำเครื่องหมายเสร็จสิ้นในรูปแบบย่อและการถอดรหัสจะถูกบันทึกในบันทึก

หากมีการวางแผนการแยกก๊าซที่ละลายออกบางส่วน ตัวอย่างจะถูกเก็บในเครื่องเก็บน้ำมันแบบพิเศษ ความแม่นยำจะสูงขึ้น แต่ต้องใช้น้ำมันปริมาณมากขึ้นถึงสามลิตร ในขั้นต้นลูกสูบ 1 จะจมลงไปด้านล่าง ฟอง 2 ซึ่งติดตั้งเซ็นเซอร์อุณหภูมิ 3 โดยวาล์ว 4 ปิดอยู่จะถูกขันเข้าไปในรู 5 ในขณะที่วาล์ว 6 ปิดอยู่ ปลั๊ก 8 ปิดรู 7 ที่ส่วนล่างของบ่อน้ำมันตัวอย่างนำมาจากหัวฉีด 9 ปิดด้วยตัวหยุดที่เชื่อมต่อกับพาเลทหม้อแปลง ถ่ายน้ำมัน 2 ลิตร

ท่อที่มีน็อตยูเนี่ยน 10 ติดอยู่กับท่อกิ่งยูเนี่ยนกับน็อตหันขึ้นด้านบนซึ่งช่วยให้น้ำมันไหลออกทีละน้อยไม่เกิน 1 มล. ต่อวินาที ฟอง 2 ปรากฏขึ้นและก้าน 11 ถูกกดเข้ากับลูกสูบ 1 ผ่านช่องเปิด 7 ยกขึ้น หมุนตัวเก็บน้ำมัน ขันน็อต 10 เข้ากับรู 5 จนกว่าน้ำมันจะหยุดไหล

ตัวแยกน้ำมันเติมน้ำมันหม้อแปลงในอัตราครึ่งลิตรต่อนาที เมื่อด้ามจับ 12 ของลูกสูบ 1 ปรากฏในรู 7 ติดตั้งปลั๊ก 8 เข้าที่รู 7 การจ่ายน้ำมันถูกตัดออก, ท่อไม่หลุด, ตัวเก็บน้ำมันถูกพลิกกลับ, ข้อต่อ 10 ถูกตัดการเชื่อมต่อ, ตรวจสอบให้แน่ใจว่าน้ำมันถึงหัวฉีด 5, ฟอง 2 ถูกขันเข้าที่, ต้องปิดวาล์ว 4 ตัวเก็บน้ำมันจะถูกส่งไปยังห้องปฏิบัติการเพื่อทำการวิเคราะห์ด้วยโครมาโตกราฟี

ตัวอย่างจะถูกเก็บไว้จนกว่าจะวิเคราะห์ไม่เกินหนึ่งวัน การวิเคราะห์ในห้องปฏิบัติการช่วยให้ได้รับผลลัพธ์ที่แสดงความเบี่ยงเบนของเนื้อหาของก๊าซที่ละลายจากบรรทัดฐานซึ่งเกี่ยวข้องกับบริการไฟฟ้าที่ตัดสินใจเกี่ยวกับชะตากรรมในอนาคตของหม้อแปลง

การวิเคราะห์ด้วยโครมาโตกราฟีทำให้คุณสามารถระบุเนื้อหาในน้ำมันที่ละลายได้: คาร์บอนไดออกไซด์ ไฮโดรเจน คาร์บอนมอนอกไซด์ รวมทั้งมีเทน อีเทน อะเซทิลีนและเอทิลีน ไนโตรเจนและออกซิเจน การวิเคราะห์การมีอยู่ของเอทิลีน อะเซทิลีน และคาร์บอนไดออกไซด์มักถูกวิเคราะห์ ยิ่งปริมาณของก๊าซที่วิเคราะห์น้อยลงเท่าใด ก็ยิ่งตรวจพบความล้มเหลวต่างๆ ที่เกิดขึ้นได้น้อยลงเท่านั้น

ปัจจุบัน ด้วยการวิเคราะห์ด้วยโครมาโตกราฟี ทำให้สามารถระบุความล้มเหลวของหม้อแปลงได้สองกลุ่ม:

• ข้อบกพร่องของฉนวน (การปลดปล่อยในฉนวนกระดาษ - น้ำมัน, ความร้อนสูงเกินไปของฉนวนที่เป็นของแข็ง);

• ข้อบกพร่องในชิ้นส่วนที่มีไฟฟ้า (ความร้อนสูงเกินไปของโลหะ การรั่วไหลของน้ำมัน)

ข้อบกพร่องของกลุ่มแรกมาพร้อมกับการปล่อยก๊าซคาร์บอนมอนอกไซด์และก๊าซคาร์บอนไดออกไซด์ ความเข้มข้นของคาร์บอนไดออกไซด์ทำหน้าที่เป็นเกณฑ์สำหรับสภาพของหม้อแปลงแบบเปิดและการป้องกันไนโตรเจนของน้ำมันหม้อแปลง มีการกำหนดค่าความเข้มข้นที่สำคัญซึ่งช่วยให้สามารถประเมินข้อบกพร่องที่เป็นอันตรายของกลุ่มแรกได้ มีโต๊ะพิเศษ

ข้อบกพร่องของกลุ่มที่สองมีลักษณะโดยการก่อตัวของอะเซทิลีนและเอทิลีนในน้ำมันและไฮโดรเจนและมีเทนเป็นก๊าซที่ตามมา

ข้อบกพร่องของกลุ่มแรกซึ่งเกี่ยวข้องกับความเสียหายต่อฉนวนของขดลวดถือเป็นอันตรายที่ยิ่งใหญ่ที่สุด แม้จะมีผลกระทบเชิงกลเล็กน้อยบนไซต์ที่มีข้อบกพร่อง แต่ก็สามารถเกิดส่วนโค้งได้ หม้อแปลงดังกล่าวต้องการการซ่อมแซมเป็นหลัก

แต่ก๊าซคาร์บอนไดออกไซด์สามารถเกิดขึ้นได้จากสาเหตุอื่นที่ไม่เกี่ยวข้องกับความล้มเหลวของคอยล์ เช่น สาเหตุอาจเกิดจากอายุของน้ำมันหรือการโอเวอร์โหลดบ่อยครั้งและความร้อนสูงเกินไปที่เกี่ยวข้องกับความล้มเหลวของระบบทำความเย็น มีหลายกรณีที่ คาร์บอน ไดออกไซด์ถูกป้อนเข้าไปในระบบหล่อเย็นอย่างไม่ถูกต้องแทนที่จะเป็นไนโตรเจน ดังนั้นจึงเป็นเรื่องสำคัญที่จะต้องพิจารณาการวิเคราะห์ทางเคมีและข้อมูลการทดสอบทางไฟฟ้าก่อนที่จะสรุปผลใดๆ คุณสามารถเปรียบเทียบข้อมูลการวิเคราะห์โครมาโตกราฟีของหม้อแปลงที่คล้ายกันซึ่งทำงานภายใต้สภาวะที่คล้ายคลึงกันได้

ในระหว่างการวินิจฉัย ตำแหน่งของฉนวนจะเป็นสีน้ำตาลเข้มและจะโดดเด่นอย่างชัดเจนเมื่อเทียบกับพื้นหลังทั่วไปของฉนวนทั้งหมด ร่องรอยการรั่วไหลที่เป็นไปได้บนฉนวนในรูปแบบของหน่อแตกแขนง

ความผิดพลาดในการเชื่อมต่อที่มีไฟฟ้าซึ่งอยู่ใกล้กับฉนวนแข็งเป็นสิ่งที่อันตรายที่สุด ความเข้มข้นของก๊าซคาร์บอนไดออกไซด์ที่เพิ่มขึ้นแสดงให้เห็นว่าฉนวนที่เป็นของแข็งได้รับผลกระทบมากยิ่งขึ้น เมื่อเปรียบเทียบข้อมูลการวิเคราะห์สำหรับหม้อแปลงที่คล้ายกัน วัดความต้านทานของขดลวด ตรวจสอบความผิดปกติ หม้อแปลงที่มีข้อบกพร่องเหล่านี้รวมถึงข้อบกพร่องของกลุ่มแรกต้องได้รับการซ่อมแซมก่อนอื่น

ในกรณีที่อะเซทิลีนและเอทิลีนเกินความเข้มข้นปกติของคาร์บอนไดออกไซด์ วงจรแม่เหล็กหรือชิ้นส่วนของโครงสร้างจะเกิดความร้อนสูงเกินไป หม้อแปลงดังกล่าวต้องการการยกเครื่องภายในหกเดือนข้างหน้า สิ่งสำคัญคือต้องพิจารณาสาเหตุอื่นๆ เช่น ความผิดปกติของระบบทำความเย็น

ในระหว่างการซ่อมแซมหม้อแปลงที่มีการระบุความเสียหายของกลุ่มที่สองพวกเขาพบผลิตภัณฑ์ที่เป็นของแข็งและมีความหนืดของการสลายตัวของน้ำมันในบริเวณที่เสียหายซึ่งมีสีดำ เมื่อหม้อแปลงเริ่มทำงานใหม่หลังจากการซ่อมแซม การวิเคราะห์อย่างรวดเร็วภายในเดือนแรกหลังการซ่อมแซม มักจะแสดงสถานะของก๊าซที่ตรวจพบก่อนหน้านี้ แต่ความเข้มข้นของพวกมันจะต่ำกว่ามาก ความเข้มข้นของคาร์บอนไดออกไซด์จะไม่เพิ่มขึ้น หากความเข้มข้นเริ่มเพิ่มขึ้นแต่ข้อบกพร่องยังคงอยู่

หม้อแปลงที่มีฟิล์มป้องกันฟิล์มน้ำมันและหม้อแปลงอื่น ๆ ที่การวิเคราะห์ไม่ยืนยันความเสียหายที่สงสัยต่อฉนวนแข็งจะต้องผ่านการวิเคราะห์โครมาโตกราฟีของก๊าซที่ละลายแล้วขั้นสูง

ความเสียหายต่อฉนวนที่เป็นของแข็งพร้อมกับการรั่วไหลบ่อยครั้งเป็นความเสียหายประเภทที่อันตรายที่สุด หากอัตราส่วนความเข้มข้นของก๊าซตั้งแต่สองอัตราส่วนขึ้นไปบ่งชี้ว่า การทำงานต่อไปของหม้อแปลงมีความเสี่ยงและได้รับอนุญาตจากผู้ผลิตเท่านั้น และข้อบกพร่องจะต้องไม่ส่งผลกระทบต่อฉนวนที่เป็นของแข็ง

การวิเคราะห์ด้วยโครมาโตกราฟีจะทำซ้ำทุกสองสัปดาห์ และหากภายในสามเดือน อัตราส่วนของความเข้มข้นของก๊าซที่ละลายในน้ำไม่เปลี่ยนแปลง แสดงว่าฉนวนแข็งจะไม่ได้รับผลกระทบ

อัตราการเปลี่ยนแปลงความเข้มข้นของก๊าซยังบ่งชี้ถึงข้อบกพร่อง อะเซทิลีนเพิ่มความเข้มข้น 0.004-0.01% ต่อเดือนหรือมากกว่านั้น และ 0.02-0.03% ต่อเดือนเมื่อปล่อยออกสู่ฉนวนแข็ง เมื่อความร้อนสูงเกินไป อัตราการเพิ่มขึ้นของความเข้มข้นของอะเซทิลีนและมีเธนจะลดลง ในกรณีนี้ จำเป็นต้องไล่น้ำมันออกแล้ววิเคราะห์ทุกๆ 6 เดือน

ตามข้อบังคับ การวิเคราะห์ด้วยโครมาโตกราฟีของน้ำมันหม้อแปลงจะต้องดำเนินการทุก ๆ หกเดือน และหม้อแปลง 750 kV จะต้องทำการวิเคราะห์สองสัปดาห์หลังจากการทดสอบเดินเครื่อง

ห้องปฏิบัติการทดสอบน้ำมันหม้อแปลงสำหรับการวิเคราะห์ทางเคมีโครมาโตกราฟี

การวินิจฉัยน้ำมันหม้อแปลงอย่างมีประสิทธิภาพโดยการวิเคราะห์ด้วยโครมาโตกราฟีช่วยให้วันนี้สามารถลดปริมาณงานในการบำรุงรักษาหม้อแปลงที่มีราคาแพงในระบบไฟฟ้าจำนวนมากไม่จำเป็นต้องตัดการเชื่อมต่อเครือข่ายอีกต่อไปเพื่อวัดคุณสมบัติของฉนวน เพียงแค่เก็บตัวอย่างน้ำมันหม้อแปลงก็เพียงพอแล้ว

ดังนั้นการวิเคราะห์ด้วยโครมาโตกราฟีของน้ำมันหม้อแปลงในปัจจุบันจึงเป็นวิธีการที่ขาดไม่ได้ในการตรวจสอบข้อบกพร่องของหม้อแปลงในระยะแรกสุดของการปรากฏตัวของมันซึ่งช่วยให้คุณสามารถกำหนดลักษณะที่คาดหวังของข้อบกพร่องและระดับของการพัฒนาได้ ประเมินสภาพของหม้อแปลง โดยความเข้มข้นของก๊าซที่ละลายในน้ำมันและอัตราการเพิ่มขึ้น เปรียบเทียบกับค่าจำกัด สำหรับหม้อแปลงที่มีแรงดันไฟฟ้าตั้งแต่ 100 kV ขึ้นไป การวิเคราะห์ดังกล่าวจะต้องทำอย่างน้อยทุกๆ หกเดือน

เป็นวิธีการวิเคราะห์ทางโครมาโตกราฟีที่ทำให้สามารถประเมินระดับการเสื่อมสภาพของฉนวน ความร้อนสูงเกินไปของชิ้นส่วนที่มีกระแสไฟ และการปล่อยไฟฟ้าในน้ำมัน ขึ้นอยู่กับขอบเขตของการพังทลายของฉนวนหม้อแปลงตามข้อมูลที่ได้รับหลังจากการวิเคราะห์หลายชุด เป็นไปได้ที่จะประเมินความจำเป็นในการถอดหม้อแปลงออกจากบริการและนำไปซ่อมแซม ยิ่งมีการระบุข้อบกพร่องที่กำลังพัฒนาได้เร็วเท่าใด ความเสี่ยงของความเสียหายจากอุบัติเหตุก็จะยิ่งน้อยลงเท่านั้น และปริมาณงานซ่อมก็จะยิ่งน้อยลงเท่านั้น