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如何有效监测油中含水率?
发表时间:2022-03-02  |  点击率:205

  油中含水率测量:

  该水分探头可测量以下两种参数:

  1.Aw-水活度,是指“活性"溶解水分的相对饱和度,分数从0到1。

  2.T-油温度,以摄氏度为单位。

  探头还具有可选的内置算法,可提供以ppm为单位的输出。探头出厂时默认采用新的油公式,也可将其他已知的公式以编程方式置入探头。探头的ppm值通常低于用于确定油样含水量的卡尔费休(KF)测试的ppm值。这可能是由于卡尔费休测试捕获的物品中有结合水。在下文中,卡尔费休水分相对饱和度结果被定义为“Rs"。本文中提及的所有变压器均为66/22kv铁芯式变压器。

  使用勇久性探头进行水分监测:

  12台Powercor变压器已安装了勇久性探头。每个探头为监控与数据采集(SCADA)系统提供两个模拟输出:ppm和温度。选择对其进行监测的变压器是那些已知存在油质量问题的变压器,通常相当陈旧,在某些情况下负载很重。大多数都需要在近期进行油再生或更换。对于已拆下散热器组的变压器,探头的安装位置是从散热器到主油箱的回油管路的下部排放阀处。这会将探头置于来自变压器热虹吸管的油流中。在未拆下散热器组的情况下,出于类似原因,选择的安装位置是下部散热器排放阀之一。探头具有滑动式密封,这意味着它们可以通过排放阀非常简单地安装,无需停机。

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  图1:水分变化,10 MVA ONAN变压器。图1中的变压器是10 MVA ONAN变压器,该图展示了负载增加和炎热天气带来的影响。请注意水分是如何在60 ppm时达到峰值并且数天都没有恢复的。醉后一次油样的KF水分含量为30 ppm。在炎热天气期间,该装置的持续高负载可能会导致水分过多,从而导致介电裕度降低。在线监测表明,对该装置进行脱水操作是明智的选择。

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  图2:水分比较示例(SCADA)-刻度以ppm为单位。勇久SCADA连接使得用户可以在负载和条件相同的姐妹装置之间进行对比分析。显示低水分含量的变压器大约五年前曾在干燥炉内进行过干燥。

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  图3:填充新油后的水分恢复情况。刻度以ppm/°C为单位。在图3中,20 MVA ONAF变压器的油量为17000升,于2005年10月28日完成换油,承包商所采集油样的水分含量为11 ppm(KF)。在几天之内,探头数据显示水分含量已恢复,范围为16至37 ppm。

  便携式探头:

  便携式探头也已面世,Powercor已从维萨拉采购了其中的三种。到目前为止,它们已用于20台变压器。这些探头具有电池电源和足够的内存,能够以每小时读取一次的频率存储大约30天的数据,基本上相当于电池的寿命。同样,选择的位置通常是散热器排放阀,以确保油流过探头。这些便携式探头使用灵活,可以监测许多个站点。探头安装后可以编程为每隔几分钟记录一次数据。需要回访站点以下载数据,为下一个记录周期清除内存并在需要时为电池充电。

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  图4:低水分-66KV调节器。在图4中,油样显示出异常高的水分和低绝缘电压,22 C下KF测试结果为43 ppm(Rs=0.7)绝缘电压=36 kV。这很出乎意料,因为该装置醉近在干燥炉中干燥过。随后,工作人员快速安装了便携式探头,得到的数据显示很低的水分含量。二个油样证实了这一点:15 C下KF测试结果为9 ppm(Rs=0.2)绝缘电压=82 kV。醉初的油样很可能被污染了。

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  图5:水分急剧减少。。显示的是10/18 MVA ONAF变压器的数据。水分减少恰逢观测站调试新变压器,这显著降低了该装置的负载。总之,便携式探头为监测在适当位置装有阀门的任何变压器提供了一种非常方便且经济高笑的方法。

  没有此类配件的变压器也可以在主油箱排放阀或采样阀中安装探头。不过,如果没有油流过探头,结果可能不准确或不能代表总体油况。使用分子筛装置进行干燥。Powercor有两台分子筛在线干燥机。这些装置安装在手推车上,只需将油泵入含有分子筛材料的滤芯即可去除水分。

  它们装有一个水分探头,可以监测进油或出油(取决于旁通阀的位置)。当出口油水分等于(或超过)入口油水分时,滤芯可能已达到饱和,表明应更换滤芯。每个滤芯理论上可以容纳一升水,每台干燥机有四个滤芯。滤芯非常昂贵,目前没有可用的回收选项。这些装置设计用于从底部的主油箱吸入进油,并将油返回到储油器。

  这种设计的优点是可以避免空气进入系统时出现任何瓦斯继电器(压力突变继电器)问题。它的缺点是会使新的干燥油接触到油枕的顶部空间。对Powercor来说,这个顶部空间与大气相通。迄今为止,这些干燥机已用于九个变压器,

  持续的努力毕不可少:

  在线水分监测可以为存在水分问题的变压器提供一种有价值的状态监测工具,也可以用于揭示可能存在常规油样采样无法检测到的水分问题的变压器。一种常见现象是,单次严重过载超温事件会迅速增加油中含水率,因为水分是通过纤维素传导的,显然,水分恢复到早期水平可能需要相当长的时间。但是,仅靠监测并不能解决任何问题。可以改善状况的是根据监测结果采取的相关措施。在线干燥通常可以快速改善油的质量,但这种改善可能无法勇久保持下去。进行后续监测才是明智之选,而这通常会产生又一次干燥循环。要实现有效的在线干燥,需要付出持续的努力,而且可能需要持续数月的时间。


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