探討變壓器故障油色譜分析方法 1

1、探討變壓器故障油色譜分析方法 1    Tags：色譜 變壓器 故障 【關(guān)鍵詞】變壓器,色譜分析論文關(guān)鍵詞：變壓器色譜分析故障判別方法論文摘要：變壓器故障檢測(cè)主要有電氣量檢測(cè)和化學(xué)檢測(cè)方法。化學(xué)檢測(cè)主要是通過(guò)變壓器油中特征氣體的含量、產(chǎn)氣速率和三比值法進(jìn)行分析判斷，它對(duì)變壓器的潛伏性故障及故障發(fā)展程度的早期發(fā)現(xiàn)具有有效性。實(shí)際應(yīng)用過(guò)程中，為了更準(zhǔn)確的診斷變壓器的內(nèi)部故障，色譜分析應(yīng)根據(jù)設(shè)備運(yùn)行狀況、特征氣體的含量等采用不同的分析模型確定設(shè)備運(yùn)行是否屬于正?；虼嬖跐摲怨收弦约肮收项?lèi)別。變壓器故障診斷中應(yīng)綜合各種有效的檢測(cè)手段和方法，對(duì)得到的各種檢測(cè)結(jié)果要

2、進(jìn)行綜合分析和評(píng)判，根據(jù)DL/T5961996電力設(shè)備性試驗(yàn)規(guī)程規(guī)定的試驗(yàn)項(xiàng)目及試驗(yàn)順序，通過(guò)變壓器油中氣體的色譜分析這種化學(xué)檢測(cè)的方法，在不停電的情況下，對(duì)發(fā)現(xiàn)變壓器內(nèi)部的某些潛伏性故障及其發(fā)展程度的早期診斷非常靈敏而有效。經(jīng)驗(yàn)證明，油中氣體的各種成分含量的多少和故障的性質(zhì)及程度直接有關(guān)，它們之間存在不同的對(duì)應(yīng)關(guān)系。1.1 過(guò)熱性故障是由于設(shè)備的絕緣性能惡化、油等絕緣裂化分解。又分為裸金屬過(guò)熱和固體絕緣過(guò)熱兩類(lèi)。裸金屬過(guò)熱與固體絕緣過(guò)熱的區(qū)別是以CO和CO2的含量為準(zhǔn)，前者含量較低，后者含量較高。1.2 放電性故障是設(shè)備內(nèi)部產(chǎn)生電效應(yīng)（即放電）導(dǎo)致設(shè)備的絕緣性能惡化。又可按產(chǎn)生電效應(yīng)的強(qiáng)弱分

3、為高能放電（電弧放電）、低能量放電（火花放電）和局部放電三種1。1.2.1 發(fā)生電弧放電時(shí)，產(chǎn)生氣體主要為乙炔和氫氣，其次是甲烷和乙烯氣體。這種故障在設(shè)備中存在時(shí)間較短，預(yù)兆又不明顯，因此一般色譜法較難預(yù)測(cè)。1.2.2 火花放電，是一種間歇性的放電故障。常見(jiàn)于套管引線對(duì)電位未固定的套管導(dǎo)電管，均壓圈等的放電;引線局部接觸不良或鐵心接地片接觸不良而引起的放電;分接開(kāi)關(guān)撥叉或金屬螺絲電位懸浮而引起的放電等。產(chǎn)生氣體主要為乙炔和氫氣，其次是甲烷和乙烯氣體，但由于故障能量較低，一般總烴含量不高。1.2.3 局部放電主要發(fā)生在互感器和套管上。由于設(shè)備受潮，制造工藝差或維護(hù)不當(dāng)，都會(huì)造成局部放電。產(chǎn)生氣體

4、主要是氫氣，其次是甲烷。當(dāng)放電能量較高時(shí)，也會(huì)產(chǎn)生少量的乙炔氣體。1.3 變壓器絕緣受潮時(shí)，其特征氣體H2含量較高，而其它氣體成分增加不明顯。值得注意的是，芳烴含量問(wèn)題。因?yàn)樗哂泻芎玫摹翱刮鰵狻毙阅?。不同牌?hào)油含芳烴量不同，在電場(chǎng)作用下產(chǎn)生的氣體量不同。芳烴含量少的油“抗析氣”性能較差，故在電場(chǎng)作用下易產(chǎn)生氫和甲烷，嚴(yán)重時(shí)還會(huì)生成蠟狀物質(zhì)；而芳烴含量較多的絕緣油“抗析氣”性能較好，產(chǎn)生的氫氣和甲烷就少些，因此，具體判斷時(shí)要考慮這一因素的影響。2.1 首先看特征氣體的含量。若H2、C2H2、總烴有一項(xiàng)大于規(guī)程規(guī)定的注意值的20%，應(yīng)先根據(jù)特征氣體含量作大致判斷，主要的對(duì)應(yīng)關(guān)系是：若有乙炔，應(yīng)懷

5、疑電弧或火花放電；氫氣很大，應(yīng)懷疑有進(jìn)水受潮的可能；總烴中烷烴和烯烴過(guò)量而炔烴很小或無(wú)，則是過(guò)熱的特征。2.2 計(jì)算產(chǎn)生速率，評(píng)估故障發(fā)展的快慢。2.3 通過(guò)分析的氣體組分含量，進(jìn)行三比值計(jì)算，確定故障類(lèi)別。2.4 核對(duì)設(shè)備的運(yùn)行，并且通過(guò)其它試驗(yàn)進(jìn)行綜合判斷。在判斷設(shè)備內(nèi)有無(wú)故障時(shí)，首先將氣體分析結(jié)果中的幾項(xiàng)主要指標(biāo)，（H2，CH，C2H2）與色譜分析導(dǎo)則規(guī)定的注意值（表1）進(jìn)行比較。表1 正常變壓器油中氣，烴類(lèi)氣體含量的注意值氣體組分H2CH4C2H6C2H4C2H2總烴含量（10-6）15060407051503.1 當(dāng)任一項(xiàng)含量超過(guò)注意值時(shí)都應(yīng)引起注意。但是這些注意值不是劃分設(shè)備有無(wú)故

6、障的唯一標(biāo)準(zhǔn)，因此，不能拿“標(biāo)準(zhǔn)”死套。如有的設(shè)備因某種原因使氣體含量較高，超過(guò)注意值，也不能斷言判定有故障，因?yàn)榭赡懿皇潜倔w故障所致，而是外來(lái)干擾引起的基數(shù)較高，這時(shí)應(yīng)與歷史數(shù)據(jù)比較，如果沒(méi)有歷史數(shù)據(jù)，則需要確定一個(gè)適當(dāng)?shù)臋z測(cè)周期進(jìn)行追蹤分析。又如有些氣體含量雖低于注意值，但含量增長(zhǎng)迅速時(shí)，也應(yīng)追蹤分析。就是說(shuō)：不要以為氣體含量一超過(guò)注意值就判斷為故障，甚至采取內(nèi)部檢查修理或限制負(fù)荷等措施，是不的，而最終判斷有無(wú)故障，是把分析結(jié)果絕對(duì)值超過(guò)規(guī)定的注意值，（注意非故障性原因產(chǎn)生的故障氣體的影響，以免誤判），且產(chǎn)氣速率又超過(guò)10%的注意值時(shí)，才判斷為存在故障。3.2 注意值不是變壓器停運(yùn)的限制，

7、要根據(jù)具體情況進(jìn)行判斷，如果不是電路（包括絕緣）問(wèn)題，可以緩?fù)＿\(yùn)檢查。3.3 若油中含有氫和烴類(lèi)氣體，但不超過(guò)注意值，且氣體成份含量一直比較穩(wěn)定，沒(méi)有發(fā)展趨勢(shì)，則認(rèn)為變壓器運(yùn)行正常。3.4 表1中注意值是根據(jù)對(duì)國(guó)內(nèi)19個(gè)省市6000多臺(tái)次變壓器的而制定的，其中統(tǒng)計(jì)超過(guò)注意值的變壓器臺(tái)數(shù)占總臺(tái)數(shù)的比例為5%左右。3.5 注意油中CO、CO2 含量及比值。變壓器在運(yùn)行中固體絕緣老化會(huì)產(chǎn)生CO和CO2。同時(shí)，油中CO和CO2的含量既同變壓器運(yùn)行年限有關(guān)，也與設(shè)備結(jié)構(gòu)、運(yùn)行負(fù)荷和溫度等因素有關(guān)，因此目前導(dǎo)則還不能規(guī)定統(tǒng)一的注意值。只是粗略的認(rèn)為，開(kāi)放式的變壓器中，CO的含量小于300µl/L

8、，CO2/CO比值在7左右時(shí)，屬于正常范圍；而密封變壓器中的CO2/CO比值一般低于7時(shí)也屬于正常值。3.6 應(yīng)用舉例3.6.1 濟(jì)源供電公司220KV虎嶺變電站3#主變，1978年生產(chǎn)，1980年投運(yùn)至今已運(yùn)行28年，接近設(shè)備的壽命期。從2004年開(kāi)始的油色譜報(bào)告分析中就存在多種氣體含量超標(biāo)現(xiàn)象，具體數(shù)據(jù)見(jiàn)表2表2 虎嶺變2#主變油色譜分析報(bào)告氣體成份甲烷乙烯乙烷乙炔氫COCO2總烴日期含量ml/l400010359105043131498012954321145680對(duì)上述數(shù)據(jù)跟蹤分析,有不同程度乙炔、乙烯、總烴超過(guò)注意值，考慮變壓器運(yùn)行年限、內(nèi)部絕緣老化，結(jié)合外部電氣檢測(cè)數(shù)據(jù)，認(rèn)為該變壓器可繼續(xù)運(yùn)行，加強(qiáng)跟蹤，縮短試驗(yàn)周期。目前此變壓器仍在線運(yùn)行。3.6.2 2003年4月15日,35KV黃河變電站1#主變預(yù)試時(shí)發(fā)現(xiàn)氫氣含量明顯增長(zhǎng)。變壓器型號(hào)為：SL7-5000KVA/35，2001年8月投運(yùn)，具體色譜數(shù)據(jù)如下：氣體成份甲烷乙烯乙烷乙炔氫COCO2總烴日期含量ml/l5626569256分析結(jié)果:色譜分析顯示氫氣含量雖未超過(guò)注意值,但增長(zhǎng)較快,為原數(shù)值的12倍,其它特征氣體無(wú)