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1、 CHANGSHA UNIVERSITY OF SCIENCE & TECHNOLOGY 毕业论文题目：变压器油中活性硫测试方法的研究变压器油中活性硫测试方法的研究 学生姓名： 何 维 民学 号： 200967090124 班 级： 应化09-01 所在院(系): 化学与生物工程学院 指导教师： 汪红梅 完成日期: 2013/6/11 变压器油中活性硫测试方法的研究电力变压器绝缘油含硫测试方法的研究摘要本文采用艾氏卡法、库仑法和高频红外法对变压器活性硫进行测定，调整测定条件。通过以白油为基础油，加入含活性硫的2-正丁基硫醚试剂配制一系列质量浓度的标准样品，参照ASTMD1275(B)法的实验条
2、件，优化铜粉与样品的反应时间，在200下样品与铜粉反应2.5h，分别测定与铜粉反应前和与铜粉反应后的各样中的全硫。关键词：变压器油；活性硫测定；库仑法；高频红外法RESEARCH ON POWER TRANSFORMER INSULATION OIL SULFUR-CONTAINING TEST METHOD ABSTRACTIn order to determine the corrosive sulfur in transformer, the feasibility of the three methods ,that is eschkal method、coulomb method a
3、nd the infrared absorption of sulfur detection method ,was measured by the sample standard addition recovery A series of different quality concentration of standard sample were made by adding the active sulphur reagentWith the reference to the experimental conditions of the ASTMD1275(B) method，it wa
4、s reacted with copper powder at 30h under 140，the total sulfur of unreaction and reaction with copper powder was determined.Compared to the sulfur recovery of all sample，it showed that the infrared absorption of sulfur detection method was the best method for determining the total sulfur in the insu
5、lation oil of transformer，It puts a new way on the determination of sulfur corrosion in power transformerKey words: Transformer insulation oil；Corrosive sulfur determination；Standard addition recovery；The infrared absorption of sulfur detection method 目录1 绪论11.1选题目意义11.2硫测定方法的现状及趋势11.2.1 煤中全硫的测定方法21
6、.2.2 油中全硫的测定方法21.2.3 变压器油中总硫含量测定结果及方法比较41.2.4 变压器油硫测定进展41.3本论文研究内容62实验部分72.1油样预处理72.2艾氏卡法72.2.1实验原理72.2.2实验仪器及试剂72.2.3 实验步骤72.2.4 实验结果与分析82.2.5 艾氏卡法特点92.3库仑法92.3.1 实验原理92.3.2实验仪器及试剂102.3.3 实验步骤102.3.4 实验结果与分析112.3.5 库仑法特点122.4红外吸收测硫法122.4.1实验原理122.4.2实验仪器及试剂132.4.3 实验步骤132.4.4 实验结果与分析132.4.5 红外吸收法特点
7、143 结果讨论与分析153.1 硫含量测定范围比较153.2 测定所消耗油样量153.3 分析时间154结论16参考文献17致谢18附件：开题报告、英文翻译及原文 1 绪论1.1 选题目意义近几年来，在对数台故障变压器进行解体吊芯检查时，发现了一种比较特殊的现象，故障变压器线圈表面存在一种深蓝或浅灰色的沉积物，经初步分析确定其主要成分为硫化亚铜，为变压器油中的含硫物质与线圈材料发生反应的产物。其中既有220kV变压器也有500kV变压器。另据国外某变压器厂提供的资料，此类现象在国外已经发生了数10例，涉及到几个主要变压器生产商，其所使用的绝缘油由多个国际品牌的绝缘油供应商提供；大多发生在高电
8、压等级、大容量、高油温、大负荷(特别是发电厂变压器)、带密封油枕的变压器和电抗器上；硫化亚铜沉积部位集中在裸铜线直接与绝缘纸接触的绕组上，且主要发生在高压绕组的上半部分，与故障部位相关联。比较典型的是巴西一起高抗事故，最后分析结论认为该高抗事故是因为变压器油在巴西地区高温条件下产生硫化亚铜所致。针对近年来，福建、深圳、华东和华北等电网相继在220kV及500kV的变压器发现因绝缘油硫腐蚀导致变压器绕组烧毁故障问题，使得如何预防变压器发生硫腐蚀故障就成为技术监督要解决的关键问题。电力变压器硫腐蚀故障的发生意味着现有的腐蚀性硫测试试验不能准确有效地检测出变压器油中的腐蚀性硫，这就迫切需要寻找更加灵
9、敏的腐蚀性硫测定方法。本课题通过查找文献，对比国内外石油产品中总硫含量和腐蚀性硫的测试方法；将初步筛选的试验方法用于变压器油中与现有的变压器油中腐蚀性硫的测试方法对比，调整试验条件，寻找合适测定变压器油腐蚀性硫的方法。1.2硫测定方法的现状及趋势硫含量是衡量原油及其产品质量的重要指标，是石油及石油产品分析的重要内容。油品中元素硫的存在,不仅对炼油装置、机械设备及储运设施产生腐蚀,而且可能影响油品的安定性；含硫醇、二硫化物较高的原油可以造成设备的严重腐蚀及催化剂中毒等。但在某些情况下硫的存在又是有利的,如为了改善某些油品的性质,需要在油品中加入一些非活性含硫化合物。因此,对石油产品中的硫含量测定
10、方法进行研究很重要。目前电力行业对电气设备内所充油的含硫量无定量的测定要求，仅对油品做“无腐蚀性”的定性检测要求。为了能够更精确、更直观地反应腐蚀的程度，就需要对硫或腐蚀性硫进行定量检测。现在油中腐蚀性硫的定量测定方法中没有直接能够测定硫含量的的方法，只能采用间接的方法测定。变压器油易于与铜反应产生硫化亚铜导致腐蚀，可以通过测定油样品的全硫，再将油样与铜反应后，测定反应后的全硫，两者的差值就是腐蚀性硫的量。或者可以通过测定油样与铜反应后铜上硫的量，也就是油中腐蚀性硫的量。库仑法测定油中硫含量的原理：试样在裂解管气化段气化并与载气（氮气）混合进人燃烧段，在此与氧气混合，试样裂解氧化，硫转化为二氧
11、化硫，随载气一并进人滴定池，与电解液中的三碘离子发生如下反应:I3+ S02+ H20 一 S03 + 3I+2H+滴定池中三碘离子浓度降低，指示一参比电极对指示出这一变化并和给定的偏压相比较，然后将此信号输入微库仑仪放大器，经放大后输出电压加到电解电极，电解阳极处发生如下反应： 3I一 I3+ 2e被消耗的三碘离子得到补充，消耗的电量就是电解电流对时间的积分，根据法拉第电解定律即可求出试样的硫含量。标准适用于沸点为40一310的轻质石油产品。硫含量测定范围为0.5一l000ppm。大于1000ppm硫含量试样，可经稀释后测定。本标准不适用于卤素含量大于10倍硫含量，总氮含量大于10%，重金属
12、含量超过500ppm的试样。 油中硫测定的发展： 李玉书,李晓东1利用微库仑法测定低含量总硫。他们提出用饱和用甘汞电极取代饱和碘电极作参比电极,消除饱和碘电极中碘向滴定池中心渗透带来的影响。在石英管和滴定池之间加入对二氧化氮具有特效吸收的吸附管,以除去产生的二氧化氮,可用微库仑法测定0.05 mgL-1以上的总硫含量。 （2）曹凯，田松柏，陆婉珍2利用铜粉腐蚀法测定石油馏分中腐蚀性硫的含量。该方法基于石油馏分中腐蚀性硫能与铜粉反应，将铜粉及腐蚀产物过滤后用能量色散X射线荧光光谱仪测定硫含量（因此此法也称能量色散X射线荧光光谱法），并与铜粉反应前的硫含量比较，两者之差即为腐蚀性硫的量。通过讨论反
13、应温度、时间、铜粉加人量等对标样及石油馏分中腐蚀性硫测定结果的影响，给出了测定石油馏分中腐蚀性硫的实验条件。 能量色散X射线荧光光谱法（GB/T 17040-2008）的原理是样品被紫外光照射，样品中S元素处于激发态，当激发态的样品返回到稳定态时，样品被激发的能量由特定的紫外光谱发出，测定能量为2.3keV的硫的K特征谱线强度，并将累积强度与预先制备好的校准样品强度相比，从而获得用质量百分浓度表示的硫含量以此测定油品中总硫含量。该方法的检测范围为0.0155。此方法受到的干扰比较多，当样品中含有重金属添加剂如烷基铅时，对硫的测定有干扰。硅、磷、钙、钾以及卤化物在含量大于几百毫克/千克时也有干扰
14、。（3）林军超，陈焕斌，林志勇3利用X 射线荧光分析法测定石油及石油产品中的硫含量。通过对各种影响因素（样品温度等）进行对比和研究,找到了最佳的分析条件, 并选择校正曲线法建立汽油、柴油和重油中硫分析方法。该方法采用荧光光谱仪对重油硫分析方法精密度完全满足分析要求，其结果准确可靠。并且 X 射线荧光分析法操作方便、速度快、效率高，减轻工人工作量，分析一个样品的时间从3h 减少到 200s，大大提高了效率。也满足了生产过程中不同石油产品中硫含量的检测需要。 波长色散X射线荧光光谱法与能量色散X射线荧光光谱法原理相同，在测定时，有所不同。将样品置于X射线光束中，测定0.5373nm下硫K谱线强度，将最高强度减去在0.5190nm的推荐波长下测定的背景强度，作为净计数率与预先测定的标准曲线进行比较，从而获得质量分数的硫含量。波长色散X射线荧光光谱法对硫的最佳检测范围在0.52nm0.55nm。相比于能量色散X射线荧光光谱法，波长色散X射线荧光光谱法对仪器的要求更高，价格也更高，而波长色散X射线荧光光谱法能够较好的屏蔽磷、氧、锌、钙、钡、铅、氯、脂肪酸甲酯、甲醇和乙醇等干扰元素。校准物质相对硫的灵敏度随着碳氢比的升高而降低。 （4）杨晓斌，柯东贤，朱全力4利用紫外荧光法测定油品中硫含量。通过具体研究实验条件(进样量
