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绝缘油含乙炔分析

发布时间:2015/5/14 22:32:49    浏览次数:1496


绝缘油含乙炔分析

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摘 要:概述了电力设备超高压变压器绝缘油净化的升级技术规范要求。分析了变压器油中绝缘油乙炔、氢气等气体产生的原因及色谱分析对变压器故障诊断的重要性。特高压油处理设备滤油机脱出乙炔的应用实例。

关键词:绝缘油含乙炔怎么回事? 特高压油处理设备、绝缘油双级真空滤油机、变压器油滤油机。

一、特高压油处理设备ZJ-D双级真空滤油机—电力特高压油处理设备对绝缘油的新要求

随着用电量的上升,变电站、特高压输电变、全国电网的不断扩大500KV-1000KV大容量高等级的变压器在电力生产中广泛应用,为了确保电网运行的安全可靠,对绝缘油处理设备、特高压油处理设备的性能提出了更高的要求。

对运行中变压器进行安全监测的主要手段是:通过油中气体的色谱分析,检测油中气体含量的变化,从而分析变压器潜在的故障及隐患,以便及时维护或消除故障,防患于未然。溶解于油中的总烃、乙炔、氢气、水分含量的变化是诊断变压器故障的主要参数。因此,要求新安装的或检修后的变压器,或者跟踪故障变压器滤油后的绝缘油中,乙炔和氢气含量应为零,同时将气体总含量限制在≤0.1的标准。

二、绝缘油含乙炔、氢气、怎么回事?

(1)正常运行时,变压器油及固体有机绝缘材料在热的作用下,分解出少量的氢、低分子碳化氢(烃)、一氧化碳和二氧化碳,这些气体大部分溶解在油中。

当变压器存在缺陷或发生故障时,油中气体的种类和数量将发生变化。当出现局部过热时,随着温度的升高,烃的各种分量明显增加,假若固体绝缘损坏,一氧化碳和二氧化碳将增加。出现绝缘击穿的高能量放电时,附近的油几乎完全热分解,产气剧增,除了碳的微粒均匀散布在油中外,主要气体是氢(H2)和乙炔(C2H2)。出现火花放电的低能量放电时,主要气体仍是H2 和C2H2,但数量比高能量放电少得多。出现局部放电时,将使油的自由分子游离,产生的主要气体是H2,也有少量C2H2 和CH4(甲烷)。不论哪一种放电,只要有固体绝缘介入,就总会产生CO 和CO2

(2)运行在变压器绝缘油中发现有炭黑颗料、分析?
   油炭黑是绝缘油在电弧(运行中)作用下燃烧时产生的。炭黑一般是胶体、均匀分散于油中,但当炭黑较多时,则从油中析出,胶体状炭黑多见于开关油中,且均匀地分布在整体油品中,几乎在所有情况下,绝缘油表面呈莹光闪闪的蓝色到紫色。可以通过特高压油处理设备办法将炭黑除去。
(3)如何通过变压器运行油的气味来判断其产生乙炔、氢气、原因?
   对于运行绝缘油油有时会发出不同气味,这些气味也可能是事故发生的前兆,如:气味主要原因

(1)乙炔味:局部放电、局部过热,局部摩擦、流体摩擦。

(2)烧焦味: 纤维质的热分解

(3)鱼腥味: 虫胶的分解

(4)霉气味:老化(5)刺鼻酸味: 老化
   但是正如某些凭感官的直检方法一样,判断气味当然也受到人的主观因素的影响,运行油气味的变化是直接嗅得出来的,由于单凭此方法得不出确切的结论,所以当气味发生明显变化时,应对油品进行分析的检验,必要时建议作油中气体分析。

三、为什么普通真空滤油机处理后,油中普遍还存在乙炔?

(1)油中乙炔产生的原因分析:一是变压器油中本身含有的乙炔;二是普通真空滤油机处理绝缘油时使油局部范围内产生过高的温度,普通真空滤油机油路设计问题,设计出现问题滤油机工作时流体相互摩擦产生乙炔,使油分解—由高分子量变成低分子量,从而产生氢气、乙炔和CH4(甲烷)气体。大部分真空滤油机,在处理油过程中一般产生有乙炔等气体,如果在处理油结束时还未将其脱除,则处理后的油中总有少量氢气和乙炔气体。这种普通真空滤油机无论怎么过滤都是不合格的。

② 真空滤油机的工作原理应该是将油中的水分、低馏分物—如氢气、甲烷、乙烷、乙烯、乙炔、总烃、一氧化碳、二氧化碳等气体从油中蒸发分离出来。但是,由于极微量的水分、气体与油分子的结合力很强,一般普通真空滤油机的分离能力有限,不能保证油中水分、气体达到很低的程度,不能保证油中乙炔、氢气为零。所以,目前大量使用的真空滤油机普遍存在含有乙炔的问题。

例如;四川华电低价采购了一台普通真空滤油机200L/min,对500KV主变压器绝缘油进行净化处理,经过送样化验分析吓出了一身冷汗!结果;滤前0.1%,经过普通真空滤油机处理后为0.75%不降反升了!这充分的说明对真空滤油机技术的要求。过去对乙炔气要求不高,问题不突出;现在用精密的气象色谱分析仪器检测,这些滤油机处理后的油中都含乙炔,氢气。

四、特高压油处理设备、真空滤油机解决乙炔、氢气的技术性能

一.变压器油处理设备用途

广泛应用于各类大型变压器设备安装和检修时的油净化处理和真空热油循环干燥。广泛于110-500KV-1000KV以上的高压、超高压变压器绝缘油净化处理,也适用于高等级新油,进口油的深度处理,其脱水、脱气、除酸值、除去游离炭及杂质等,处理后变压器油极限耐压值更高。既可作滤油使用,也可作为独立真空源对变压器设备进行真空干燥注油功能。

.变压器油处理设备工作原理

1.真空滤油机根据负压分离,机械精密过滤、分子吸附、真空干燥的原理。采用螺旋喷淋雾化油膜闪蒸技术,能去除油中水分、杂质、游离碳、酸值、胶质等,经处理后的变压器绝缘油能高于新油标准。

2.真空滤油机与普通真空滤油机相比增加了罗茨真空系统,二级高真空分离系统,三维立体分离塔系统、一个蒸发罐实现多级分离技术等。红外线逐行扫描消泡自控系统,闪急快速蒸发系统,其脱水、脱气、除杂质、效果更快,更彻底,油极限耐压值更高。

.变压器油处理设备工作流程

3.1.待处理油经过初滤器、二级过滤器过滤后进入加热器进行加热,热油经分配器变为粗粒雾状进入真空分离室,水分即开始蒸发,油雾下落到反应塔上形成抛物线状运作,在罐内形成立体的,多层面的蒸发结构,通过短时的循环,便可达到净化目的。经过除杂质、脱水、脱气、除酸的油品在油泵的作用下经过精密过滤器完成一个工作循环。从真空分离室中分离出来的水蒸气热空气进入冷疑器,大部分水蒸气凝结为水存入积水仓,排出机外,油中热空气经冷却后由真空泵排出。

四.变压器油处理设备特点

ZJ-D系列真空滤油机工艺设计;多级高效真空系统,采用进口德国莱宝真空泵和德国莱宝罗茨泵,能快速脱除油中的水分、酸值、机械杂质,游离碳、胶质等;提高油的耐压值,如;

油质初始值:含水量:≤50mg/L、含气量:≤10 %(体积分数)、击穿电压:≥25KV

二次净化: 含水量:≤15mg/L、含气量:≤0.1%(体积)、耐压值:≥50KV(球极)

三次净化:残余水:≤5-10ppm、残余气体:≤0.05%、乙炔含量为0、耐压:≥60KV(球极)注:含水、含气量测量方法按有关GB、DL或IEC标准。

2.ZJ-D系列应用国内外同类设备先进技术多项创新设计,在油处理工艺与设备性能上处于行业领先水平,具有工作真空度高、净油速度快、精度高等特点,具科技与效益同时兼得。

3.ZJ-D系列控制系统;优化设计的控制联锁保护装置,超压报警停机保护、过载保护系统、自动恒温系统,欧姆龙红外线自动消泡系统,自动防喷油连锁保护等多项先进技术,保障了设备全自动化安全运行。

4.ZJ-D系列高效真空系统;高效的脱气、脱水系统,采用了先进的螺旋雾化装置,三维立体分离塔,闪急蒸发技术,油液在蒸发罐内形成抛物线状运作能快速脱出油中水分和有害气体。(气液分离)

5.ZJ-D系列过滤系统:先进的磁性过滤器;用于吸油过滤,滤除绝缘油介质中的固体颗粒及微细铁性物质,有效控制工作介质的铁性杂质污染度。

6.ZJ-D系列滤芯过滤器;选用美国颇尔,进口滤芯,多级精密过滤,逐级加密技术能阻挡微细杂质,纳污量大。

7.ZJ-D系列加热系统;采用国际最先进的加热技术等品牌,优异的抗腐蚀性能、热稳定性、抗粘性能、绝缘性、化学阻抗性和耐磨性安全可靠的碳纤维加热系统,具有升温快、加热均匀等多重功能。

8.输油系统;采用三螺杆泵及德国进口依莫油泵-斯特林流体系统技术,具备流量可达到35m3/h、扬程可达到350米,特殊材质与特有的性能曲线保证了油流决不会引起间隙放电产生乙炔的问题,,在油处理工艺与设备性能上处于行业领先水平。

9.(注;技术选配)本机可根据客户要求配置:主要部件全进口莱宝真空泵、可配三级真空系统。

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