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    知識之窗| 油中溶解氣體——天然酯中乙烷含量有點高,是怎么回事?

    添加時間:2022-09-05 14:03:42   瀏覽次數: 次    【 】   打印   關閉窗口

     在天然酯變壓器的運行或試驗過程中,客戶反饋大多擔心就是“天然酯中發現乙烷含量很高,總烴超過150ppm了!變壓器有沒有故障???”額!這種程度“生氣”的天然酯,99%情況下是沒什么問題,但客戶為什么有這種擔心,我們還是要好好梳理梳理。

    1)為什么氣體超標,會擔心變壓器故障?油浸式變壓器內部絕緣油和一些固體絕緣材料在運行中受到電、熱應力的作用會逐漸劣化分解產生氣體,如 H2,CH4、C2H2、C2H4、C2H6、CO 和 CO2等特征氣體,且大部分溶解在油中。 通過定期檢測油中溶解氣體的組分和含量,可以對充油電氣設備狀態進行一定的評估和故障分析。就和我們體檢查血一樣,可以一定程度上反映出我們的健康情況和判斷疾病類型。

    2) 總烴超過150ppm,是超標了嗎?天然酯絕緣油是由一系列脂肪酸甘油三酯組成的混合物,含有豐富的酯基和 16~18 個碳原子的碳鏈,化學結構與傳統的礦物絕緣油存在著很大的差異性。天然酯絕緣油與礦物絕緣油在變壓器故障狀態下產生的特征氣體種類雖然相同,但在典型值、比率、產氣率和產氣特性上存在較大差異。如果是礦物油,總烴超過150ppm,那確實是超過了注意值。但如果是天然酯,總烴超過150ppm,那不一定就超過注意值。參考TCEC 291.3-2020《天然酯絕緣油電力變壓器 第3部分:油中溶解氣體分析導則》的表2,可以看到我們澤電大豆基天然酯,90%的置信區間里,總烴(CH4、C2H2、C2H4、C2H6)的注意值應該在271ppm,其中C2H6注意值在232ppm。

    3)天然酯乙烷含量超過注意值,變壓器有故障嗎?其實,注意值不是限值。當氣體濃度達到注意值時,應進行追蹤分析,查明原因。如氣體分析雖已出現異常,但判斷不至于危及設備,或無明顯增長趨勢,可在超過注意值的情況下運行。天然酯相對礦物油烴類氣體產生更多,尤其是受熱容易產生乙烷,常常屬于雜散產氣體。在正常運行情況下,天然酯絕緣油會產生乙烷,產氣濃度可以達到幾百 ppm,可以對雜散產氣進行監測直到氣體濃度穩定至建立趨勢基線。雜散氣體可能會被誤認為是故障產生的,從而導致采取一些不必要的措施。參考TCEC 291.3-2020,表A.1為幾種天然酯絕緣油的雜散氣體試驗結果,可用于與樣品結果進行比較,以幫助識別非故障相關氣體。

     

    我們可以發現,雜散氣體的產生,尤其是乙烷的產生,和天然酯組分中的α-亞麻酸濃度多少有關,菜籽基天然酯中乙烷產氣量甚至可能達到3000多ppm。不要由于雜散氣體的產生,而誤以為總烴超標,認為變壓器產生故障。(目前國內外沒有標準對天然酯的乙烷或總烴有具體限值要求,也沒有足夠的數據來給出具體規律,每臺變壓器的應用情況存在很大的分散性。)

     

     


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