【正文】 .......................................... 21 參考文獻 ........................................................... 22 致謝 ............................................................... 24 附件：開題報告、英文翻譯及原文 電力變壓器絕緣油含硫測試方法的研究 第 1 頁 共 26 頁 1 緒論 選題目意義 在對數(shù)臺故障變壓器進行解體吊芯檢查時，發(fā)現(xiàn)了一種比較特殊的現(xiàn)象，故障變壓器線圈表面存在一種深藍或淺灰色的沉積物，經(jīng)初步分析確定其主要成分為硫化亞銅，為變壓器油中的含硫物質(zhì)與線圈材料發(fā)生反應的 產(chǎn)物。其中既有220 kV 變壓器也有 500 kV 變壓器。另據(jù)國外某變壓器廠提供的資料，此類現(xiàn)象在國外已經(jīng)發(fā)生了數(shù) 10 例，涉及到幾個主要變壓器生產(chǎn)商，其所使用的絕緣油由多個國際品牌的絕緣油供應商提供；大多發(fā)生在高電壓等級、大容量、高油溫、大負荷 (特別是發(fā)電廠變壓器 )、帶密封油枕的變壓器和電抗器上；硫化亞銅沉積部位集中在裸銅線直接與絕緣紙接觸的繞組上，且主要發(fā)生在高壓繞組的上半部分，與故障部位相關聯(lián)。比較典型的是巴西一起高抗事故，最后分析結論認為該高抗事故是因為變壓器油在巴西地區(qū)高溫條件下產(chǎn)生硫化亞銅所致。 針 對 近年來，福建、深圳、華東和華北等電網(wǎng)相繼在 220kV 及 500kV 的變壓器發(fā)現(xiàn)因絕緣油硫腐蝕導致變壓器繞組燒毀故障問題，使得如何預防變壓器發(fā)生硫腐蝕故障就成為技術監(jiān)督要解決的關鍵問題。電力變壓器硫腐蝕故障的發(fā)生意味著現(xiàn)有的腐蝕性硫測試試驗不能準確有效地檢測出變壓器油中的腐蝕性硫，這就迫切需要尋找更加靈敏的腐蝕性硫測定方法 ， 為制定相關電力行業(yè)新標準提供理論依據(jù)。 本 課題 就是變壓器油中腐蝕性硫測試方法的研究，對國內(nèi)外腐蝕性硫的方法進行比較，在各個可行的方法中尋找最有實際意義的方法。 硫測定方法的現(xiàn)狀及趨勢 硫含 量是衡量原油及其產(chǎn)品質(zhì)量的重要指標，是石油及石油產(chǎn)品分析的重要內(nèi)容。目前電力行業(yè)對電氣設備內(nèi)所充油的含硫量無定量的控制要求，僅對油品做“無腐蝕性”的定性檢測要求。但是，對油中腐蝕性硫的定量測定能更精確、更直觀地反應有腐蝕的程度。 油中腐蝕性硫的測定方法中沒有直接能夠測定硫含量的的方法，只能采用間接的方法測定。變壓器油易于與銅反應產(chǎn)生硫化亞銅導 電力變壓器絕緣油含硫測試方法的研究 第 2 頁 共 26 頁 致腐蝕，可以通過測定油樣品的全硫，再將油樣與銅反應后，測定反應后的全硫，兩者的差值就是腐蝕性硫的量。 煤中全硫的測定方法 相比于對油中硫的測定，煤中全硫的測定 方法已經(jīng)比較完善。煤中全硫的測定方法主要有以下幾種。 （ 1） 艾氏卡法 艾氏卡法的原理是將煤樣與艾士卡試劑混合灼燒，煤中硫生成硫酸鹽，然后使硫酸根離子與氯化鋇反應生成硫酸鋇沉淀，根據(jù)硫酸鋇的質(zhì)量計算煤中全硫的含量。在進行仲裁分析時，一般采用艾士卡法 。 （ 2） 庫倫滴定法 庫侖滴定法的原理是煤樣在催化劑的作用下，于空氣流中燃燒分解，煤中硫生成硫氧化物，其中二氧化硫被碘化鉀溶液吸收，以電解碘化鉀溶液所產(chǎn)生的碘進行滴定，根據(jù)電解所消耗的電量計算煤中全硫的含量。 （ 3） 紅外吸收測硫法 樣品在氧氣流中高溫充分燃燒生成 二氧化硫和少量的三氧化硫，經(jīng)過除水除塵后進入紅外池，由于氧不吸收紅外光而只有硫的氧化物吸收紅外光，計算機定時采集紅外池的輸出電壓，計算氣體的濃度并累計硫含量，直到測量時間超過最短時限且氣體濃度低于預定的比較水平。 （ 4） 高溫燃燒中和法 高溫燃燒法的原理為煤樣在催化劑作用下于氧氣流中燃燒，煤中硫生成硫氧化物，被過氧化氫溶液吸收形成硫酸，用氫氧化鈉溶液滴定，根據(jù)消耗的氫氧化鈉標準溶液量計算煤中全硫的含量。該方法對氫氧化鈉的要求必須是優(yōu)級純（ GB/T629）。該方法受氯的影響比較大，對于氯含量高于 %的煤 或用氯化鋅減灰的精煤要進行氯的校正。 （ 5） 氧彈測硫法 氧彈法的原理是將煤樣在氧彈中燃燒后，有雙氧水吸收 SO2并將其轉(zhuǎn)化成SOX采用配位滴定的方法測定煤中的全硫含量。該方法由于重復性差、操作復雜等原因，未能被推廣 [1]。 電力變壓器絕緣油含硫測試方法的研究 第 3 頁 共 26 頁 油中全硫的測定方法 由于油與煤在物理性質(zhì)是有明顯的差異的，油具有較強的揮發(fā)性，沸點低。因此，油在測定時要考慮到這些問題。下面列出了幾種測定油中全硫的方法。 （ 1） 能量色散 X射線熒光光譜法 能量色散 X 射線熒光光譜法 （ GB/T 170401997[2]） 的原理是 樣品被紫外光照 射，樣品中 S 元素處于激發(fā)態(tài)，當激發(fā)態(tài)的樣品返回到穩(wěn)定態(tài)時，樣品被激發(fā)能量由特定的紫外光譜發(fā)出，測定能量為 的 硫 的 Kα 特征譜線強度，并將累積強度與預先制備好的校準樣品強度相比，從而獲得用質(zhì)量百分濃度表示的硫含量以此測定油品中總硫含量。此方法受到的干擾比較多，當樣品中含有重金屬添加劑如烷基鉛時，對硫的測定有干擾。硅、磷、鈣、鉀以及鹵化物在含量大于幾百毫克 /千克時也有干擾。 （ 2） 波長色散 X 射線熒光光譜法 波長色散 X 射線熒光光譜法 [3]與能量色散 X 射線熒光光譜法原理相同，在測定時，有所不同。將樣品置于 X 射線光束中，測定 Kα譜線強度，將最高強度減去在 的推薦波長下測定的背景強度 ， 作為凈計數(shù)率與預先測定的標準曲線進行比較，從而獲得質(zhì)量分數(shù)的硫含量。波長色散 X 射線熒光光譜法對硫的最佳檢測范圍在 － 。相比于能量色散 X 射線熒光光譜法，波長色散 X 射線熒光光譜法對儀器的要求更高，價格也更高，而波長色散 X 射線熒光光譜法能夠較好的屏蔽磷、氧、鋅、鈣、鋇、鉛、氯、脂肪酸甲酯、甲醇和乙醇等干擾元素。校準物質(zhì)相對硫的靈敏度隨著碳氫比的升高而降低。 （ 3） 輕質(zhì)石油產(chǎn)品中總硫含 量測定法（電量法） 試樣在裂解管氣化段氣化并與載氣 （ 氮氣 ） 混合進人燃燒段，在此與氧氣混合，試樣裂解氧化，硫轉(zhuǎn)化為二氧化硫，隨載氣一并進人滴定池，與電解液中的三碘離子發(fā)生如下反應 : I3－ + S02+ H20 一 S03２－ + 3I－ +2H+ 滴定池中三碘離子濃度降低，指示一參比電極對指示出這一變化并和給定的偏壓相比較，然后將此信號輸人微庫侖儀放大器，經(jīng)放大后輸出電壓加到電解電極，電解陽極處發(fā)生如下反應 ： 電力變壓器絕緣油含硫測試方法的研究 第 4 頁 共 26 頁 3I－ 一 I3－ + 2e－ 被消耗的三碘離子得到補充，消耗的電量就是電解電流對時間的積分，根據(jù)法拉第電 解定律即可求出試樣的硫含量。 電量法的原理與測定煤中全硫的庫侖法的原理相同。在實驗儀器的構成上，有所不同。庫侖法測定煤樣的進樣器采用的是燃燒舟，而電量法采用的是注射進樣器。同時與庫侖法相比，電量法增加了裂化段上的裂化管，能夠測定沸點范圍40℃ － 310℃ 的石油產(chǎn)品 [4]。 （ 4） 深色石油產(chǎn)品硫含量測定方法（管式爐法） 管式爐法 [5]的原理是將樣品在空氣流中燃燒，用過氧化氫和硫酸將亞硫酸酐吸收，生成的硫酸用氫氧化鈉標準滴定溶液進行滴定。這個方法是煤中全硫測定的高溫燃燒中和法在油中的應用。同樣氯此方法也有干擾，要 對其校正。 （ 5） 國外測定油品全硫的方法 ASTM－ D－ 3227電位滴定法。其原理是藥品溶解在乙醇的醋酸底液中，用玻璃電極和 Ag/AgS電極對，用硝酸銀溶液滴定。該方法特點是對 H2S和 S有干擾。硫測量范圍為 3－ 200μg/g。 變壓器油中總硫含量測定結果及方法比較 彭偉等 [6]選取常用的 9種牌號的變壓器新油，使用 5種不同原理的測試方法進行油中總硫含量測定，測試結果見表 一 。 表 11 油中總硫不同測試方法之間的比較 m/kg 油種 SH/T0689 紫外熒光 GB/T11140 波長色散 GB/T17040 能量色散 ASTM D 4239 紅外吸收 SH/T0253 電量 油樣 1 150 172 174 153 141 油樣 2 159 173 173 125 144 油樣 3 24 27 55 27 油樣 4 3440 3590 3193 3636 2587 油樣 5 1690 1816 1579 1594 1348 油樣 6 3240 3343 2943 3514 2489 油樣 7 222 274 257 228 2244 油樣 8 281 291 270 359 230 油樣 9 48 58 176 30 對比采用不同測試方法檢測的總硫含量結果，