高效液相色谱法测定变压器油中的微量糠醛

通过测定变压器油中糠醛的含量，可以了解绝缘纸老化的程度及估计变压器剩余寿命，详细介绍了我院研究员利用高效液相色谱仪测定变压器油中微量糠醛的原理，方法，试验条件的选择及定量分析，计算公式等，试验表明：该法油用量少，简便，灵敏度高，对诊断变压器绝级纸化老化，有重要意义。     

绝缘油中抗氧化剂DBPC对油纸绝缘老化速率及糠醛生成特性影响研究

二叔丁基对甲酚(DBPC)是绝缘油最常用的抗氧化剂,试验发现绝缘油中DBPC的添加量会影响绝缘纸老化速率和糠醛的产生。为确定DBPC对油纸绝缘系统老化及糠醛产生的影响,在实验室条件下使用添加不同浓度DBPC的绝缘油与绝缘纸组成油纸绝缘样品,在130℃下进行恒温老化。通过定期对绝缘纸的聚合度、绝缘油中糠醛含量以及绝缘纸中糠醛含量进行测量,分析抗氧化剂对绝缘纸老化、糠醛产生及糠醛评估变压器老化的影响。得出如下结论:绝缘油中添加抗氧化剂会加速绝缘纸的老化,建议工程中在能达到抗氧化性能的前提下降低绝缘油中抗氧化剂的添加比例,待DBPC部分消耗后勤于补加;DBPC会使绝缘纸老化到相同程度时糠醛产量提高,并且油中抗氧化剂添加量越大糠醛产量越多,因而建议运用糠醛评估变压器老化时需要区别变压器油中是否添加抗氧化剂或者考虑抗氧化剂的大致含量。油中添加DBPC后酸值增加,DBPC在高温下电离出的氢离子是绝缘纸加速老化和糠醛产量提高的主要原因。     

基于DSP的变压器绝缘油糠醛在线监测系统设计

作为电网中重要设备之一,电力变压器的正常工作与否直接影响电网的安全稳定运行。油浸式变压器固体绝缘老化的重要特征是绝缘纸老化裂解产生糠醛,因此监测油中糠醛含量可以有效判断变压器绝缘老化的程度。笔者介绍了油中糠醛含量测定的红外光谱分析方法,设计了一种基于DSP处理器与变压器油红外光谱分析法的绝缘寿命在线监测系统,说明了该系统的整体结构、工作原理及软件组成。     

换油对变压器油中糠醛含量和绝缘纸老化评估的影响及修正

为研究现场变压器换油后油中糠醛的变化规律及换油对使用油中糠醛评估绝缘纸老化的影响,在实验室对油纸绝缘样品进行130℃加速热老化,在老化的前、中、后期分别换油,对比换油前、后油中糠醛的含量。结果表明,换油后,油中糠醛大量损失;换油前、后油中糠醛含量的差值随老化时间的加长而逐渐减小;不考虑换油,直接使用油中糠醛评估绝缘纸老化会使评估结果偏高,误差在换油后初期尤其显著。定义在相同的老化时间换油后与换油前油中糠醛的比例为修正函数,研究了修正函数的变化规律,并用其对换油后油中糠醛进行修正。结果表明,使用修正函数可以有效改善换油后绝缘纸老化程度的评估效果。研究了修正函数向现场运行温度推广的方法,以利于现场变压器换油后的糠醛修正。     

变压器油中糠醛质量浓度检测与分析

大型变压器广泛采用绝缘纸与绝缘油的组合绝缘方式,而绝缘纸在劣化过程中会产生糠醛并溶解于油中,所以通过检测变压器油中糠醛质量浓度,可以简单、快速地判断变压器绝缘材料老化程度。通过对在运变压器的油中糠醛数据分析得出变压器油中糠醛质量浓度与投运时间的关系。统计分析变压器油中的糠醛质量浓度数据,得出变压器油中糠醛质量浓度与投运时间之间有良好的相关关系,变压器不同油纸比例对油中糠醛质量浓度有影响。提出应用油中糠醛质量浓度诊断电力变压器绝缘老化时,要考虑不同油纸比例对油中糠醛质量浓度的影响。分析糠醛质量浓度低于标准中注意值的变压器,提出与当年变压器油中平均糠醛质量浓度进行比对,对质量浓度高的变压器进行跟踪监视。     

温度、水分、老化对变压器油中糠醛及绝缘纸老化评估的影响和修正

为修正温度、水分和老化对变压器油中糠醛含量和绝缘纸老化评估的影响,该文在实验室条件下进行了加速热老化、吸潮和恒温平衡实验,制备出3种温度、4种老化程度和5种含水量组合的60组油纸绝缘样品。分别检测油、纸中的糠醛含量,计算糠醛在油纸间的分布比例,分析了温度、水分和老化对油中糠醛分布的影响并建立定量模型。研究结果表明,运行温度、绝缘含水量、老化程度的差别均会改变糠醛在油纸间的分布比例,导致油中糠醛含量的变化。油中糠醛比例与温度、水分含量正相关,与绝缘纸聚合度负相关。此外,建立了糠醛–聚合度方程,引入油中糠醛分布定量模型,结果表明该模型能够有效修正糠醛分布对绝缘纸老化评估的干扰,提高绝缘纸老化评估的准确性。     

变压器油中糠醛含量与固体绝缘老化关系的研究

通常诊断油浸式变压器寿命的方法主要是利用气相色谱法测定油中的一氧化碳和二氧化碳的生成总量来判别绝缘纸老化的程度,这种方法准确性较差。糠醛含量法是一种油浸式变压器绝缘监督的新方法。为此,阐述了糠醛含量法的基本原理,介绍了油中糠醛质量浓度的测定方法,分析了油中糠醛质量浓度与一氧化碳、二氧化碳的体积分数之间的关系。根据糠醛的质量浓度值取对数后与代表绝缘纸老化程度的纤维素聚合度之间有较好的线性关系的情况,介绍了计算纤维素聚合度的经验公式,并列举了实例验证公式的准确程度。研究结果表明,糠醛含量法是一种油浸式变压器绝缘老化监督较为实用、准确、方便灵活的方法。     

油中糠醛分析在变压器寿命评估中的应用

电力系统中许多变压器在运行多年后,其绝缘纸经过热的长期作用往往会出现失去弹性、机械强度下降等老化现象,油中糠醛分析是诊断变压器纸绝缘老化的有效方法和判断绝缘纸老化程度的重要指标。文章介绍了液相色谱对绝缘油糠醛分析方法的依据,并建立了分析方法,同时对江西电网运行15年以上的部分220 k V变压器、电流互感器糠醛含量进行了普查、分析和评价。通过数据表明测试糠醛的必要性。     

不同油纸复合绝缘老化糠醛生成规律

为研究不同绝缘组合材料老化糠醛生成的规律特点,通过不同油纸复合绝缘在3种温度下276d的老化试验,对不同温度同一绝缘组合、同一温度下不同绝缘组合的油中糠醛质量浓度随老化时间的变化情况进行了研究;对不同绝缘系统油中糠醛与绝缘纸聚合度DP的关系进行了比较分析。结果表明,不同绝缘系统的油中糠醛质量浓度随老化时间增加而增加;不同温度下各绝缘系统油中糠醛质量浓度由多到少的顺序为:#25普通变压器油与普通绝缘纸组合,BIOTEMP油与普通绝缘纸组合,#25普通变压器油与Munksjo热稳定纸组合,BIOTEMP油与Munksjo热稳定纸组合;温度对各绝缘系统油中糠醛质量浓度的影响也有同样的顺序;各组合下油中糠醛与DP有较好的线性关系;不同绝缘系统的油中糠醛产生速率与温度满足Arrhenius方程。     

一种油浸式电力变压器纸绝缘老化评估新特征量

针对油中糠醛含量随变压器运行时间变化的分散性较大,难以准确评估油浸式变压器纸绝缘老化状态的不足,对甲醇、乙醇等低分子醇作为变压器纸绝缘老化评估新特征量进行了理论分析与实验研究。对绝缘纸的老化机理以及化学键断裂进行分析,从理论上探究甲醇、乙醇等低分子醇的产生原理及主要生成途径。采用气相色谱-质谱联用法对现场2台老旧变压器绝缘油样品中的甲醇、乙醇及糠醛含量进行了测定。实验结果表明,2组样品中均未检测到糠醛,但却检测到数量可观的乙醇。进一步地,对现场2台刚投运变压器的检测结果对比分析,分析结果揭示了乙醇可以作为一种有效表征变压器绝缘纸老化的新特征量,且比糠醛特征量相比更为有效。     

油纸绝缘热老化特征参量的多元统计分析

为了得到聚合度与老化特征参量的内在关系,首先对由克拉玛依#25变压器油与普通变压器绝缘纸组成的油纸绝缘试品在90、110和130°C下开展加速热老化实验,并定期取样测量绝缘纸聚合度和油中糠醛体积分数、油中溶解气体体积分数、油中微水质量分数及油中酸值等老化特征参量。然后,引入多元统计分析学中的逐步回归分析和因子分析方法对油纸绝缘热老化的各种特征参量进行了分析。对实验数据的逐步回归分析结果表明,油中糠醛体积分数的对数值与表征油纸绝缘老化状态的绝缘纸聚合度具有较好的线性关系,油中酸值次之,其他老化特征参量与聚合度没有明显的线性关系。因子分析结果表明油纸绝缘热老化特征参量可以压缩为2个主成分因子,新的主成分因子不仅物理意义明确,而且均与绝缘纸聚合度有较好的指数关系。     

变压器油中糠醛含量的检测方法及其对变压器固体绝缘材料老化的判定

通过检测变压器油中糠醛含量,可以简单、快速地判断变压器绝缘材料老化程度。通过试验,确立了采用高效液相色谱仪测定变压器油中糠醛含量的检测方法,并通过重复性考察及加标回收率试验对其进行了评价,认为该检测方法准确度高、重复性好。通过对内蒙古电网部分主变、部分电厂主变油中糠醛含量检测,对利用糠醛含量判定变压器固体绝缘材料老化程度提出了建议。     

变压器油中水分对糠醛扩散及分布影响的分子动力学研究

糠醛是电力变压器绝缘纸的老化产物,通过监测油中糠醛质量浓度可以直接评估绝缘纸的老化程度,但关于糠醛的生成机制及在油纸复合绝缘系统的分布规律至今没有形成统一的认识。在众多的因素中,水分被认为在影响糠醛的生成速率及其在油纸复合绝缘系统分布的过程中具有重要作用,但其作用机制却不够明晰。为此,利用分子模拟手段分别构建出糠醛分子...     

高效液相色谱法测定变压器油中糠醛含量的试验研究

电力系统中许多变压器在运行多年,其绝缘纸经过热的长期作用往往会出现失去弹性、机械强度下降等老化现象,油中糠醛分析是诊断变压器纸绝缘老化的有效方法。文章结合油中糠醛检测的原理,对利用高效液相色谱法分析变压器油中糠醛的方法,如分离操作条件选择、定性定量分析、从油中提取糠醛的方法等做了系统研究,同时对青海省电力公司系统在役运行的330kV主变、电抗器糠醛含量进行了普查、分析和评价。     

基于糠醛含量分析的电力变压器绝缘老化诊断

对油中糠醛含量、溶解气体含量和绝缘纸聚合度等数据进行了分析,并提出了电力变压器绝缘老化诊断模型.     

运行变压器油中糠醛含量判断纸绝缘老化的研究

为了保证更换前变压器不出现设备异常,确定设备老化状态是极其重要的。通常认为,糠醛是仅由固体绝缘老化产生的特征产物,变压器中固体绝缘主要为绝缘纸(板)。文中通过对湖南电网135台运行变压器油中糠醛含量与运行年限的分析,讨论运行变压器中糠醛含量判断纸绝缘老化的可靠性、存在的问题以及改进的方法。     

变压器油中糠醛含量测试与分析

变压器油中糠醛浓度是绝缘纸老化程度的重要指标。介绍了液相色谱对绝缘油糠醛分析方法的依据，并建立了分析方法。通过数据表明测试糠醛的必要性。     

初始水分含量对油纸绝缘热老化特性的影响

为探讨初始水分含量对变压器油纸绝缘老化过程的影响机制,设计了绝缘纸初始水分质量分数分别为1%、3%、5%的矿物油-纸绝缘试品在90°C下的加速热老化试验,定期取样测量了绝缘纸聚合度、油纸绝缘水分质量分数、油中糠醛质量浓度、油中酸值等特征参量。然后,在分子模拟软件内建立了不同含水量的矿物油分子、糠醛分子、水合氢离子模型,通过分子动力学模拟技术计算了糠醛分子及水合氢离子与不同水分含量油分子模型之间的扩散系数、相互作用能、径向分布函数。实验结果表明:绝缘纸和矿物油中水分含量在老化过程中均是波动的,油中糠醛和酸值在老化过程中的变化趋势未与绝缘纸聚合度的下降规律相对应,受系统水分含量的影响较大。分子模拟结果表明:水分的增加显著降低了糠醛及小分子酸的扩散能力,并与糠醛及小分子酸形成稳定的氢键;同时,水分与糠醛及小分子酸的极性作用改变了彼此的相互作用能。实验数据与分子模拟结果相互验证,为深入研究油纸绝缘的老化机理及诊断提供了理论参考。     

基于BP神经网络的油浸式变压器寿命预测

为了保证变压器的安全运行从而提高其经济效益,对变压器进行剩余寿命预测并采取相应对策显得尤为重要。研究表明,通过对油浸式电力变压器油中溶解的糠醛体积分数以及气体测定可以进行变压器固体绝缘寿命的监督。为此,笔者利用BP神经网络建立起油中CO、CO2、糠醛含量以及运行年限来预测绝缘纸老化程度的关系模型。实例结果表明,通过此方法能够提供比较准确的变压器寿命预测。     

糠醛在油纸绝缘系统中的动态扩散过程

油中糠醛评估绝缘纸老化受温度及换油的影响,建立可靠的糠醛温度归一化和换油修正方法的前提是分析糠醛在绝缘油中的动态扩散过程。以实验室加速热老化为基础,研究了四种不同温度、四种不同老化程度油纸绝缘样品中糠醛的扩散过程;以菲克第二定律为理论依据,研究了不同温度、不同老化程度下糠醛在绝缘油中的扩散系数,建立糠醛动态扩散模型,并使用试验数据对其进行了验证。研究结果表明,糠醛在绝缘油中的扩散受温度和老化程度的影响:温度越高,老化程度越深,则糠醛在绝缘油中的扩散速度越快,越容易达到扩散平衡。提出现场变压器糠醛扩散平衡时间的计算方法,在达到扩散平衡后进行油中糠醛检测才能获得可靠数据。