電力系統(tǒng)在線監(jiān)測(cè)及故障診斷課件—第五章 變壓器油中溶解氣體的在線監(jiān)測(cè)

1、第五章第五章變壓器油中溶解氣體的監(jiān)測(cè)變壓器油中溶解氣體的監(jiān)測(cè)與診斷技術(shù)與診斷技術(shù)方瑞明方瑞明 博士博士/教授教授Email: 第五章第五章 變壓器油中溶解氣體的監(jiān)測(cè)與診斷技術(shù)變壓器油中溶解氣體的監(jiān)測(cè)與診斷技術(shù)第一節(jié)第一節(jié) 油中氣體的產(chǎn)生和溶解油中氣體的產(chǎn)生和溶解第一節(jié)第一節(jié) 油中氣體的產(chǎn)生和溶解油中氣體的產(chǎn)生和溶解一、氣體的產(chǎn)生一、氣體的產(chǎn)生第一節(jié)第一節(jié) 油中氣體的產(chǎn)生和溶解油中氣體的產(chǎn)生和溶解一、氣體的產(chǎn)生一、氣體的產(chǎn)生第一節(jié)第一節(jié) 油中氣體的產(chǎn)生和溶解油中氣體的產(chǎn)生和溶解一、氣體的產(chǎn)生一、氣體的產(chǎn)生第一節(jié)第一節(jié) 油中氣體的產(chǎn)生和溶解油中氣體的產(chǎn)生和溶解一、氣體的產(chǎn)生一、氣體的產(chǎn)生第一節(jié)第一

2、節(jié) 油中氣體的產(chǎn)生和溶解油中氣體的產(chǎn)生和溶解二、氣體在油中的溶解二、氣體在油中的溶解第一節(jié)第一節(jié) 油中氣體的產(chǎn)生和溶解油中氣體的產(chǎn)生和溶解二、氣體在油中的溶解二、氣體在油中的溶解第一節(jié)第一節(jié) 油中氣體的產(chǎn)生和溶解油中氣體的產(chǎn)生和溶解二、氣體在油中的溶解二、氣體在油中的溶解第一節(jié)第一節(jié) 油中氣體的產(chǎn)生和溶解油中氣體的產(chǎn)生和溶解二、氣體在油中的溶解二、氣體在油中的溶解第一節(jié)第一節(jié) 油中氣體的產(chǎn)生和溶解油中氣體的產(chǎn)生和溶解三、氣體在油中的損失三、氣體在油中的損失第一節(jié)第一節(jié) 油中氣體的產(chǎn)生和溶解油中氣體的產(chǎn)生和溶解三、氣體在油中的損失三、氣體在油中的損失第二節(jié)第二節(jié) 不同狀態(tài)下油中氣體的含量不同狀態(tài)

3、下油中氣體的含量第二節(jié)第二節(jié) 不同狀態(tài)下油中氣體的含量不同狀態(tài)下油中氣體的含量一、新投運(yùn)前后一、新投運(yùn)前后第二節(jié)第二節(jié) 不同狀態(tài)下油中氣體的含量不同狀態(tài)下油中氣體的含量二、長(zhǎng)期正常運(yùn)行時(shí)二、長(zhǎng)期正常運(yùn)行時(shí)第二節(jié)第二節(jié) 不同狀態(tài)下油中氣體的含量不同狀態(tài)下油中氣體的含量三、故障狀態(tài)下三、故障狀態(tài)下第二節(jié)第二節(jié) 不同狀態(tài)下油中氣體的含量不同狀態(tài)下油中氣體的含量三、故障狀態(tài)下三、故障狀態(tài)下第二節(jié)第二節(jié) 不同狀態(tài)下油中氣體的含量不同狀態(tài)下油中氣體的含量三、故障狀態(tài)下三、故障狀態(tài)下第二節(jié)第二節(jié) 不同狀態(tài)下油中氣體的含量不同狀態(tài)下油中氣體的含量三、故障狀態(tài)下三、故障狀態(tài)下第二節(jié)第二節(jié) 不同狀態(tài)下油中氣體的含

4、量不同狀態(tài)下油中氣體的含量三、故障狀態(tài)下三、故障狀態(tài)下第二節(jié)第二節(jié) 不同狀態(tài)下油中氣體的含量不同狀態(tài)下油中氣體的含量三、故障狀態(tài)下三、故障狀態(tài)下第二節(jié)第二節(jié) 不同狀態(tài)下油中氣體的含量不同狀態(tài)下油中氣體的含量三、故障狀態(tài)下三、故障狀態(tài)下第二節(jié)第二節(jié) 不同狀態(tài)下油中氣體的含量不同狀態(tài)下油中氣體的含量三、故障狀態(tài)下三、故障狀態(tài)下第三節(jié)第三節(jié) 離線式油中溶解氣體的色譜分析離線式油中溶解氣體的色譜分析一、氣相色譜分析的流程一、氣相色譜分析的流程第三節(jié)第三節(jié) 離線式油中溶解氣體的色譜分析離線式油中溶解氣體的色譜分析一、氣相色譜分析的流程一、氣相色譜分析的流程第三節(jié)第三節(jié) 離線式油中溶解氣體的色譜分析離線式

5、油中溶解氣體的色譜分析一、氣相色譜分析的流程一、氣相色譜分析的流程第三節(jié)第三節(jié) 離線式油中溶解氣體的色譜分析離線式油中溶解氣體的色譜分析一、氣相色譜分析的流程一、氣相色譜分析的流程第三節(jié)第三節(jié) 離線式油中溶解氣體的色譜分析離線式油中溶解氣體的色譜分析二、氣相色譜分析的工作原理二、氣相色譜分析的工作原理第三節(jié)第三節(jié) 離線式油中溶解氣體的色譜分析離線式油中溶解氣體的色譜分析二、氣相色譜分析的工作原理二、氣相色譜分析的工作原理第三節(jié)第三節(jié) 離線式油中溶解氣體的色譜分析離線式油中溶解氣體的色譜分析二、氣相色譜分析的工作原理二、氣相色譜分析的工作原理第三節(jié)第三節(jié) 離線式油中溶解氣體的色譜分析離線式油中溶

6、解氣體的色譜分析二、氣相色譜分析的工作原理二、氣相色譜分析的工作原理第三節(jié)第三節(jié) 離線式油中溶解氣體的色譜分析離線式油中溶解氣體的色譜分析二、氣相色譜分析的工作原理二、氣相色譜分析的工作原理第三節(jié)第三節(jié) 離線式油中溶解氣體的色譜分析離線式油中溶解氣體的色譜分析二、氣相色譜分析的工作原理二、氣相色譜分析的工作原理第三節(jié)第三節(jié) 離線式油中溶解氣體的色譜分析離線式油中溶解氣體的色譜分析二、氣相色譜分析的工作原理二、氣相色譜分析的工作原理第三節(jié)第三節(jié) 離線式油中溶解氣體的色譜分析離線式油中溶解氣體的色譜分析二、氣相色譜分析的工作原理二、氣相色譜分析的工作原理第三節(jié)第三節(jié) 離線式油中溶解氣體的色譜分析離

7、線式油中溶解氣體的色譜分析二、氣相色譜分析的工作原理二、氣相色譜分析的工作原理第四節(jié)第四節(jié) 變壓器油中溶解氣體的在線監(jiān)測(cè)變壓器油中溶解氣體的在線監(jiān)測(cè)第四節(jié)第四節(jié) 變壓器油中溶解氣體的在線監(jiān)測(cè)變壓器油中溶解氣體的在線監(jiān)測(cè)一、原理框圖一、原理框圖第四節(jié)第四節(jié) 變壓器油中溶解氣體的在線監(jiān)測(cè)變壓器油中溶解氣體的在線監(jiān)測(cè)二、油氣分離二、油氣分離第四節(jié)第四節(jié) 變壓器油中溶解氣體的在線監(jiān)測(cè)變壓器油中溶解氣體的在線監(jiān)測(cè)二、油氣分離二、油氣分離第四節(jié)第四節(jié) 變壓器油中溶解氣體的在線監(jiān)測(cè)變壓器油中溶解氣體的在線監(jiān)測(cè)二、油氣分離二、油氣分離第四節(jié)第四節(jié) 變壓器油中溶解氣體的在線監(jiān)測(cè)變壓器油中溶解氣體的在線監(jiān)測(cè)二、油

8、氣分離二、油氣分離第四節(jié)第四節(jié) 變壓器油中溶解氣體的在線監(jiān)測(cè)變壓器油中溶解氣體的在線監(jiān)測(cè)二、油氣分離二、油氣分離第四節(jié)第四節(jié) 變壓器油中溶解氣體的在線監(jiān)測(cè)變壓器油中溶解氣體的在線監(jiān)測(cè)二、油氣分離二、油氣分離第四節(jié)第四節(jié) 變壓器油中溶解氣體的在線監(jiān)測(cè)變壓器油中溶解氣體的在線監(jiān)測(cè)二、油氣分離二、油氣分離第四節(jié)第四節(jié) 變壓器油中溶解氣體的在線監(jiān)測(cè)變壓器油中溶解氣體的在線監(jiān)測(cè)二、油氣分離二、油氣分離第四節(jié)第四節(jié) 變壓器油中溶解氣體的在線監(jiān)測(cè)變壓器油中溶解氣體的在線監(jiān)測(cè)三、氣體分離及信號(hào)轉(zhuǎn)換三、氣體分離及信號(hào)轉(zhuǎn)換第四節(jié)第四節(jié) 變壓器油中溶解氣體的在線監(jiān)測(cè)變壓器油中溶解氣體的在線監(jiān)測(cè)三、氣體分離及信號(hào)轉(zhuǎn)換

9、三、氣體分離及信號(hào)轉(zhuǎn)換第四節(jié)第四節(jié) 變壓器油中溶解氣體的在線監(jiān)測(cè)變壓器油中溶解氣體的在線監(jiān)測(cè)四、信號(hào)處理及計(jì)算機(jī)控制四、信號(hào)處理及計(jì)算機(jī)控制第四節(jié)第四節(jié) 變壓器油中溶解氣體的在線監(jiān)測(cè)變壓器油中溶解氣體的在線監(jiān)測(cè)五、系統(tǒng)結(jié)構(gòu)五、系統(tǒng)結(jié)構(gòu)第四節(jié)第四節(jié) 變壓器油中溶解氣體的在線監(jiān)測(cè)變壓器油中溶解氣體的在線監(jiān)測(cè)五、系統(tǒng)結(jié)構(gòu)五、系統(tǒng)結(jié)構(gòu)第四節(jié)第四節(jié) 變壓器油中溶解氣體的在線監(jiān)測(cè)變壓器油中溶解氣體的在線監(jiān)測(cè)五、系統(tǒng)結(jié)構(gòu)五、系統(tǒng)結(jié)構(gòu)第五節(jié)第五節(jié) 油中溶解氣體分析與故障診斷油中溶解氣體分析與故障診斷第五節(jié)第五節(jié) 油中溶解氣體分析與故障診斷油中溶解氣體分析與故障診斷一、診斷流程一、診斷流程第五節(jié)第五節(jié) 油中溶解

10、氣體分析與故障診斷油中溶解氣體分析與故障診斷一、診斷流程一、診斷流程第五節(jié)第五節(jié) 油中溶解氣體分析與故障診斷油中溶解氣體分析與故障診斷一、診斷流程一、診斷流程1、“GB1094.5-1985 電力變壓器”中對(duì)運(yùn)行中電力變壓器及電抗器里的油中氣體注意值規(guī)定如下：第五節(jié)第五節(jié) 油中溶解氣體分析與故障診斷油中溶解氣體分析與故障診斷一、基于注意值的流程一、基于注意值的流程第五節(jié)第五節(jié) 油中溶解氣體分析與故障診斷油中溶解氣體分析與故障診斷一、基于注意值的流程一、基于注意值的流程2、國(guó)際電工委員會(huì)（IEC 60599-1999）給出了各主要?dú)怏w的大致范圍IEC還強(qiáng)調(diào)要十分注意油中產(chǎn)氣速率，典型值如下：第五

11、節(jié)第五節(jié) 油中溶解氣體分析與故障診斷油中溶解氣體分析與故障診斷一、基于注意值的流程一、基于注意值的流程3、IEEE建議按溶解于油中的可燃性氣體總量（Total Dissolved Combustible Gas,TDCG）及其增長(zhǎng)率來(lái)診斷。建議注意值如下:第五節(jié)第五節(jié) 油中溶解氣體分析與故障診斷油中溶解氣體分析與故障診斷二、基于比值法的診斷二、基于比值法的診斷第五節(jié)第五節(jié) 油中溶解氣體分析與故障診斷油中溶解氣體分析與故障診斷二、基于比值法的診斷二、基于比值法的診斷第五節(jié)第五節(jié) 油中溶解氣體分析與故障診斷油中溶解氣體分析與故障診斷二、基于比值法的診斷二、基于比值法的診斷三比值法診斷流程三比值法診

12、斷流程第五節(jié)第五節(jié) 油中溶解氣體分析與故障診斷油中溶解氣體分析與故障診斷二、基于比值法的診斷二、基于比值法的診斷IEC1999年新導(dǎo)則（60599）進(jìn)行了修改，準(zhǔn)確率更高（同樣數(shù)據(jù)，老導(dǎo)則不正確率30%，新導(dǎo)則降為零）。第五節(jié)第五節(jié) 油中溶解氣體分析與故障診斷油中溶解氣體分析與故障診斷二、基于比值法的診斷二、基于比值法的診斷2、基于比值法的判別（續(xù)）、基于比值法的判別（續(xù)）根據(jù)IEC的相關(guān)統(tǒng)計(jì)，下表還給出了典型故障的實(shí)例，如下表。比較發(fā)比較發(fā)現(xiàn)：同現(xiàn)：同樣是油樣是油紙絕緣，紙絕緣，互感器互感器中很少中很少有低溫有低溫過(guò)熱，過(guò)熱，而在套而在套管中如管中如有過(guò)熱有過(guò)熱主要是主要是中溫過(guò)中溫過(guò)熱。熱

13、。IEC建議的建議的DGA診斷流程診斷流程 考慮到基于各氣體組分的數(shù)量及其比值的大小按某些界限來(lái)進(jìn)行機(jī)械劃分難以反映多種多樣的客觀情況，近年來(lái)，引進(jìn)人工智能技術(shù)使診斷符合率顯著提高1）人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)法；2）粗糙集法；3）模糊邏輯法；4）支持向量機(jī)法第五節(jié)第五節(jié) 油中溶解氣體分析與故障診斷油中溶解氣體分析與故障診斷三、引入人工智能技術(shù)的診斷三、引入人工智能技術(shù)的診斷第五節(jié)第五節(jié) 油中溶解氣體分析與故障診斷油中溶解氣體分析與故障診斷四、常見(jiàn)干擾分析四、常見(jiàn)干擾分析 在進(jìn)行變壓器油中溶解氣體色譜分析中，常會(huì)遇到由于某些外部原因引起變壓器油中氣體含量增長(zhǎng)，干擾色譜分析，造成誤判斷。 1.變壓器油箱補(bǔ)焊，

14、變壓器油箱帶油補(bǔ)焊時(shí)，油在高溫下分解產(chǎn)生大量的氫、烴類氣體。 2. 水分侵入油中，少部分的水分可能由于強(qiáng)電場(chǎng)的作用下電離產(chǎn)生氫氣，這些游離氫可能溶解在變壓器油中。如色譜分析出現(xiàn)H2含量單項(xiàng)超標(biāo)時(shí)，可取油樣進(jìn)行耐壓試驗(yàn)和微水分析。 3. 補(bǔ)油的含氣量高。（補(bǔ)油時(shí)除做耐壓試驗(yàn)外，還應(yīng)做色譜分析） 4. 真空濾油器故障 ，導(dǎo)致油中含氣量增長(zhǎng)（建議濾油后應(yīng)做色譜分析）。 5. 切換開(kāi)關(guān)室的油滲透 有載切換開(kāi)關(guān)室中的油受開(kāi)關(guān)切換時(shí)的電弧作用，分解產(chǎn)生大量的C2H2（可達(dá)總烴60%以上）和氫(可達(dá)氫總量的50%以上），通過(guò)向變壓器本體滲透，引起變壓器本體油氣體含量增高。（可向切換開(kāi)關(guān)室注入一特定氣體，如氮

15、，每隔一定時(shí)間對(duì)本體油進(jìn)行分析，看本體油中的是否出現(xiàn)這種特定氣體且隨時(shí)間增大）第五節(jié)第五節(jié) 油中溶解氣體分析與故障診斷油中溶解氣體分析與故障診斷四、常見(jiàn)干擾分析四、常見(jiàn)干擾分析 6. 繞組及絕緣中殘留吸收的氣體。變壓器發(fā)生故障后，其油雖經(jīng)過(guò)脫氣處理，但繞組及絕緣中仍殘留有吸收的氣體，這些氣體緩慢釋放于油中，使油中的氣體含量增加。將變壓壓器油進(jìn)行真空脫氣處理后，色譜分析結(jié)果明顯好轉(zhuǎn)，所以對(duì)殘留氣體主要采用脫氣法進(jìn)行消除，脫氣后再用色譜分析法進(jìn)行校驗(yàn)。 值得注意的是，有的變壓器內(nèi)部發(fā)生故障后，其油雖經(jīng)過(guò)脫氣處理，但繞組及絕緣材料中仍可能殘留有吸收的氣體緩慢釋放于油中，使油中的氣體含量增加。 第五節(jié)

16、第五節(jié) 油中溶解氣體分析與故障診斷油中溶解氣體分析與故障診斷四、常見(jiàn)干擾分析四、常見(jiàn)干擾分析 7. 變壓器油深度精制。深度精制變壓器油在電場(chǎng)和熱的作用下容易產(chǎn)生H2和烷類氣體。這是因?yàn)樯疃染频慕Y(jié)果，去除了原油中大部分重芳烴、中芳烴及一部分輕芳烴，因此該油中的芳烴含量過(guò)低(約2%4%)，這對(duì)油品的抗氧化性能是極為不利的，但芳香烴含量的降低會(huì)引起油品抗析氣性能惡化及高溫介質(zhì)損失不穩(wěn)定。該油用于不密封或密封條件不嚴(yán)格的充油電力設(shè)備時(shí)就容易產(chǎn)生H2和烷類氣體偏高的現(xiàn)象例如，某電廠2號(hào)主變壓器采用深度精制的油，投入運(yùn)行半年后，總烴增長(zhǎng)65.84倍甲烷增長(zhǎng)38.8倍，乙烷增長(zhǎng)102.5倍，氫增長(zhǎng)28.9

17、倍。對(duì)油質(zhì)進(jìn)行化驗(yàn)，其介質(zhì)損耗因數(shù)tan為0.111%,微水含量為10.4ppm，可排除內(nèi)部受潮的可能性。又跟蹤一個(gè)月后各種氣量逐漸降低，基本恢復(fù)到投運(yùn)時(shí)的數(shù)據(jù)，所以認(rèn)為是變壓器油深度精制所致。若不掌握這種油的特點(diǎn)，也容易給色譜分析結(jié)果的判斷帶來(lái)干擾，甚至造成誤判斷。第五節(jié)第五節(jié) 油中溶解氣體分析與故障診斷油中溶解氣體分析與故障診斷四、常見(jiàn)干擾分析四、常見(jiàn)干擾分析 8. 強(qiáng)制冷卻系統(tǒng)附屬設(shè)備故障。 變壓器強(qiáng)制冷卻系統(tǒng)附屬設(shè)備，特別是潛油泵故障、磨損、窺視玻璃破裂、濾網(wǎng)堵塞等引起的油中氣體含量增高。這是因?yàn)楫?dāng)潛油泵本身燒損，使本體油含有過(guò)熱性特征氣體，用三比值法判斷均為過(guò)熱性故障，如果誤判斷而吊

18、罩進(jìn)行內(nèi)部檢查，會(huì)造成人力、物力的浪費(fèi)；當(dāng)窺視玻璃破裂時(shí)，由于軸尖處油流迅速而造成負(fù)壓，可以帶入大量空氣。即使玻璃未破裂，也由于濾網(wǎng)堵塞形成負(fù)壓空間而使油脫色其結(jié)果會(huì)造成氣體繼電器動(dòng)作，并因空氣泡進(jìn)入時(shí)，造成氣泡放電導(dǎo)致氫氣增加。 對(duì)上述情況，可將本體和附件的油分別進(jìn)行色譜分析，查明原因，排除附件中油的干擾，作出正確判斷。第五節(jié)第五節(jié) 油中溶解氣體分析與故障診斷油中溶解氣體分析與故障診斷四、常見(jiàn)干擾分析四、常見(jiàn)干擾分析 9. 變壓器內(nèi)部使用活性金屬材料。 目前有的大型電力變莊器使用了相當(dāng)數(shù)量的不銹鋼，如奧氏體不銹鋼，它起觸媒作用，能促進(jìn)變壓器油發(fā)生脫氧反應(yīng)，使油中出現(xiàn)H2單項(xiàng)值增高，會(huì)造成故障

19、征兆的現(xiàn)象。因此，當(dāng)油中H2增高時(shí)，除考慮受潮或局部放電外，還應(yīng)考慮是否存在這種結(jié)構(gòu)材料的影響。一般來(lái)說(shuō)，中小型開(kāi)放式變壓器受潮的可能性大，而密封式的大型變壓器由于結(jié)構(gòu)緊湊工作電壓高，局部放電的可能性較大(當(dāng)然也有套管將軍帽進(jìn)水受潮的事例)。大型變壓器有的使用了相當(dāng)數(shù)量的不銹鋼，在運(yùn)行的初期可能使氫急增。另一方面，氣泡通過(guò)高電場(chǎng)強(qiáng)度區(qū)域時(shí)會(huì)發(fā)生電離，也可能附加產(chǎn)生氫。 色譜分析時(shí)應(yīng)當(dāng)排除上述故障征兆假象帶來(lái)的干擾。第五節(jié)第五節(jié) 油中溶解氣體分析與故障診斷油中溶解氣體分析與故障診斷四、常見(jiàn)干擾分析四、常見(jiàn)干擾分析 10. 油流靜電放電 大型強(qiáng)迫油循環(huán)冷卻方式的電力變壓器內(nèi)部，由于變壓器油的流動(dòng)而

20、產(chǎn)生的靜電帶電現(xiàn)象稱為油流帶電。油流帶電會(huì)產(chǎn)生靜電放電，放電產(chǎn)生的氣體主要是H2和C2 H2。如某臺(tái)主變壓器在運(yùn)行期間由于磁屏蔽接地不良產(chǎn)生了油流放電，導(dǎo)致油中C2H2和總烴含量不斷增加。再如，某水電廠13號(hào)主變壓器由于油流靜電放電導(dǎo)致總烴含量增高分別為30ppm和164ppm。根據(jù)對(duì)油流速度和靜電電壓的測(cè)定結(jié)果進(jìn)行綜合分析，確認(rèn)是由于油流放電引起的。 目前已初步搞清影響變壓器油流帶電的主要因素是油流速度，變壓器油的種類、油溫、固體絕緣體的表面狀態(tài)和運(yùn)行狀態(tài)。其中油流速度大小是影響油流帶電的關(guān)鍵因素。 在上例中，將潛流泵由4臺(tái)減少為3臺(tái)，經(jīng)過(guò)半年的監(jiān)測(cè)結(jié)果表明，C2H2含量顯著降低并趨于穩(wěn)定。

21、這樣就消除了油流帶電發(fā)生放電對(duì)色譜分析結(jié)果判斷的干擾。第五節(jié)第五節(jié) 油中溶解氣體分析與故障診斷油中溶解氣體分析與故障診斷四、常見(jiàn)干擾分析四、常見(jiàn)干擾分析 11. 標(biāo)準(zhǔn)氣樣不合格。標(biāo)準(zhǔn)氣樣不純也是導(dǎo)致變壓器油中氣體含量增高的原因之一。 12. 壓緊裝置故障。壓緊裝置發(fā)生故障使壓釘壓緊力不足，導(dǎo)致壓釘與壓釘碗之間發(fā)生懸浮電位放電，長(zhǎng)時(shí)間的放電是變壓器油色譜分析結(jié)果中C2H2含量逐漸增長(zhǎng)的主要原因。 13. 變壓器鐵芯漏磁 某局有兩臺(tái)主變壓器，在運(yùn)行中均發(fā)生了輕瓦斯動(dòng)作，且C2H2異常，高于其他的變壓器，對(duì)其中的一臺(tái)在現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行電氣試驗(yàn)吊芯等均未發(fā)現(xiàn)異常。脫氣氣后繼續(xù)投運(yùn)且跟蹤幾個(gè)月發(fā)現(xiàn)油中仍有C2H

22、2。而且總烴逐步升高。超過(guò)注意值， 三比值法判斷為大于700的高溫過(guò)熱但吊芯檢查又無(wú)異常后來(lái)被迫退出運(yùn)行。 第五節(jié)第五節(jié) 油中溶解氣體分析與故障診斷油中溶解氣體分析與故障診斷四、常見(jiàn)干擾分析四、常見(jiàn)干擾分析 13. 變壓器鐵芯漏磁 另一臺(tái)返廠，在廠里進(jìn)行一系列試驗(yàn)、檢查，并增做沖擊試驗(yàn)和吊芯，均無(wú)異常，最后分析虧可能是鐵芯和外殼的漏磁、環(huán)流引起部分漏磁回路中的局部過(guò)熱。為進(jìn)一步判斷該主變壓器是電氣回路故障還是勵(lì)磁回路問(wèn)題，對(duì)該主變壓器又增加了工頻和倍頻空載試驗(yàn)。工頻試驗(yàn)時(shí)，為能在較短的時(shí)間內(nèi)充分暴露故障情況，取Us=1.14Ue，持續(xù)運(yùn)行并采取色譜分析跟蹤，空載運(yùn)行32h就出現(xiàn)了色譜分析值異常

23、情況，C2H2、C2H4含量較高，超過(guò)注意值。倍頻試驗(yàn)時(shí)仍取Us=1.14Ue ，色譜分析結(jié)果無(wú)異常，這樣可排除主電氣回路繞組匝、層間短路、接頭發(fā)熱、接觸不良等故障，進(jìn)而說(shuō)明變壓器故障來(lái)源于勵(lì)磁系統(tǒng)，認(rèn)為它是主變壓器鐵芯上、下夾件由變壓器漏磁引起環(huán)流而造成局部過(guò)熱。為證實(shí)這個(gè)觀點(diǎn)，把8個(gè)夾緊螺栓換為不導(dǎo)磁的不銹鋼螺栓，使主變壓器的夾件在漏磁情況能形成回路，結(jié)果找到了氣體增高的根源.第五節(jié)第五節(jié) 油中溶解氣體分析與故障診斷油中溶解氣體分析與故障診斷四、常見(jiàn)干擾分析四、常見(jiàn)干擾分析 14. 周?chē)h(huán)境引起 例如，在電石爐車(chē)間的變壓器，有可能吸入C2H2或電石粉，使油中C2H2含量大于10ppm。 1

24、5. 超負(fù)荷引起 例如，某主變色譜分析總烴含量為538ppm，超標(biāo)5倍多，進(jìn)行電氣試驗(yàn)等，均無(wú)異?，F(xiàn)象，經(jīng)負(fù)荷試驗(yàn)證明這種現(xiàn)象是由于超負(fù)荷引起的，當(dāng)超負(fù)荷130時(shí)，總烴劇烈增加。再如，某臺(tái)主變壓器在1991年10月14日的色譜分析中，突然發(fā)現(xiàn)C2H2的含量由9月7日的0增加到5.9ppm，由于是單一故障氣體含量突增，曾懷疑是由于潛油泵的軸承損壞所致，為此對(duì)每臺(tái)潛油泵的出口取樣進(jìn)行色譜分析，無(wú)異常。最后分析與負(fù)荷有關(guān)。測(cè)試發(fā)現(xiàn)，當(dāng)該主變壓器220kV側(cè)分接開(kāi)關(guān)在負(fù)荷電流140A以上時(shí)，有明顯電弧，而在120A以下時(shí)，則完全消失，所以C2H2的增長(zhǎng)是由于開(kāi)關(guān)接觸不良在大電流下產(chǎn)生電弧引起的。第五節(jié)

25、第五節(jié) 油中溶解氣體分析與故障診斷油中溶解氣體分析與故障診斷四、常見(jiàn)干擾分析四、常見(jiàn)干擾分析16)假油位。某主變壓器，在施工單位安裝時(shí)，由于油標(biāo)出現(xiàn)假油位，致使變壓器少注油約30t。因而運(yùn)行時(shí)出現(xiàn)溫升過(guò)高，其色譜分析結(jié)果如表6所示，容易誤判為高能量放電，干擾對(duì)溫升過(guò)高原因的分析。17) 套管端部接線松動(dòng)過(guò)熱。某主變壓器10kV套管端部螺母松動(dòng)而過(guò)熱，傳導(dǎo)到油箱本體內(nèi)，使油受熱分解產(chǎn)氣超標(biāo)，其色譜分析結(jié)果如表所示。由表數(shù)據(jù)可知，由于干擾可能誤判為高于700C高溫范圍的熱故障，影響查找色譜分析結(jié)果異常的真正原因。第五節(jié)第五節(jié) 油中溶解氣體分析與故障診斷油中溶解氣體分析與故障診斷四、常見(jiàn)干擾分析四、

26、常見(jiàn)干擾分析18) 冷卻系統(tǒng)異?！，F(xiàn)場(chǎng)常見(jiàn)的冷卻系統(tǒng)異常包括風(fēng)扇停轉(zhuǎn)反轉(zhuǎn)或散熱器堵塞，它使主變壓器的油溫升高。下表列出了風(fēng)扇反轉(zhuǎn)的色譜分析結(jié)果。 由表中所列數(shù)據(jù)可知，可能誤判為絕緣正常老化，其實(shí)是一種假象，干擾了對(duì)主變壓器溫度升高真實(shí)原因的分析。對(duì)于這種情況，可采用對(duì)比的方式分析。第五節(jié)第五節(jié) 油中溶解氣體分析與故障診斷油中溶解氣體分析與故障診斷四、常見(jiàn)干擾分析四、常見(jiàn)干擾分析19)抽真空導(dǎo)氣管污染。對(duì)某臺(tái)110kV、160MVA變壓器進(jìn)行色譜分析發(fā)現(xiàn)，主變套管油中氫氣含量較高(在76102ppmn之間)，因此決定對(duì)主變壓器套管的油重新進(jìn)行處理處理后發(fā)現(xiàn)油中乙炔含量特高，如表所示。 進(jìn)一步查找

27、發(fā)現(xiàn)，安裝時(shí)，在對(duì)套管抽真空時(shí)，使用了乙炔導(dǎo)氣管，從而使套管中混入乙炔氣造成套管油污染。對(duì)這種情況，若找不出真實(shí)原因，易誤判斷。第五節(jié)第五節(jié) 油中溶解氣體分析與故障診斷油中溶解氣體分析與故障診斷四、常見(jiàn)干擾分析四、常見(jiàn)干擾分析20）混油引起。某臺(tái)SFSZ7-40000/110三繞組變壓器，投運(yùn)后負(fù)荷率一直在50左右，做油樣氣相色譜分析發(fā)現(xiàn)，總烴達(dá)5614ppm，大大超過(guò)規(guī)程規(guī)定的150ppm注意值?？扇夹詺怏w總和達(dá)1040.9ppm，大于日本標(biāo)準(zhǔn)中的注意值。發(fā)現(xiàn)問(wèn)題后，立即跟蹤分析，通過(guò)近一個(gè)月的分析，發(fā)現(xiàn)總烴含量雖有增加的趨勢(shì)，最高達(dá)7175ppm，但產(chǎn)氣速率卻為0.012mL/h，低于規(guī)程

28、要求值。經(jīng)反復(fù)測(cè)試和分析，最后發(fā)現(xiàn)變壓器 油到貨時(shí)，有10號(hào)油與25號(hào)油搞混的情況。即變壓器中注入的是兩種牌號(hào)的油。換油后，多次色譜分析均正常，其總烴在1520ppm之間，乙炔含量基本為0。第五節(jié)第五節(jié) 油中溶解氣體分析與故障診斷油中溶解氣體分析與故障診斷四、常見(jiàn)干擾分析四、常見(jiàn)干擾分析綜上述可見(jiàn)：1) 電力變壓器油中氣體增長(zhǎng)的原因是多種多樣的，為正確判斷故障，應(yīng)采取多種測(cè)試方法進(jìn)行測(cè)試，由測(cè)試結(jié)果并結(jié)合歷史數(shù)據(jù)進(jìn)行綜合分析判斷避免盲目的吊罩檢查。2）若氫氣單項(xiàng)增高，其主要原因可能是變壓器油進(jìn)水受潮，可以根據(jù)局部放電、耐壓試驗(yàn)及微水分析結(jié)果等進(jìn)行綜合分析判斷。3) 若C2H2含量單項(xiàng)增高，其主

29、要原因可能是切換開(kāi)關(guān)室滲漏、油流放電、壓緊裝置故障等。通過(guò)分析與論證來(lái)確定C2H2增高的原因，并采取相應(yīng)的對(duì)策處理。4) 對(duì)三比值法，只有在確定變壓器內(nèi)部發(fā)生故障后才能使用，否則可能導(dǎo)致誤判，造成人力、物力的浪費(fèi)和不必要的經(jīng)濟(jì)損失。5) 綜合分析判斷是一門(mén)科學(xué)，只有采用綜合分析判斷才能確定變壓器是否有故障，故障是內(nèi)因還是外因造成的，故障的性質(zhì)，故障的嚴(yán)重程度和發(fā)展速度，故障的部位等。華東電力試驗(yàn)所以特征氣體法、三比值法和產(chǎn)氣速率為基礎(chǔ)，并結(jié)合我國(guó)經(jīng)驗(yàn)提出的色譜分析診斷流程表。第五節(jié)第五節(jié) 油中溶解氣體分析與故障診斷油中溶解氣體分析與故障診斷五、診斷實(shí)例分析五、診斷實(shí)例分析n某110 kV主變,

30、型號(hào)為SSZ9 -50000,2005年12月8日投產(chǎn), 2007年12月27日主變本體油色譜預(yù)試中發(fā)現(xiàn)油中的一些特征氣體含量異常,H2、總烴、C2H2等含量比同年6月份的數(shù)據(jù)異常增大,隨后進(jìn)行了幾次復(fù)測(cè)跟蹤,其數(shù)據(jù)準(zhǔn)確重復(fù)性好,可以排除人為的影響。油色譜分析結(jié)果見(jiàn)表1。 由表1可看出,特征氣體(H2、總烴、C2H2)含量遠(yuǎn)超出正常標(biāo)準(zhǔn)值,說(shuō)明故障發(fā)展迅速,于是決定立即停止運(yùn)行,對(duì)變壓器進(jìn)行吊罩,查找故障部位。故障分析：故障分析： 從該主變的色譜測(cè)定結(jié)果可看出:故障后主變油樣中的氣體以CH4和C2H4為主,其次是C2H6和H2,與過(guò)熱故障產(chǎn)生的特征氣體相符與過(guò)熱故障產(chǎn)生的特征氣體相符。但具體的

31、故障原因究竟是磁通集中引起的鐵芯局部過(guò)熱,還是渦流引起的銅過(guò)熱或是接頭接觸不良引起的過(guò)熱,還有待進(jìn)一步檢查分析。1、利用三比值法分析、利用三比值法分析 根據(jù)三比值法的編碼規(guī)則進(jìn)行了計(jì)算,其計(jì)算結(jié)果見(jiàn)表2。從表中特征值0,2,2判定乙炔等超標(biāo)的原因是金屬過(guò)熱性故障并伴著絕緣材料過(guò)熱征兆。第五節(jié)第五節(jié) 油中溶解氣體分析與故障診斷油中溶解氣體分析與故障診斷五、診斷實(shí)例分析五、診斷實(shí)例分析故障分析：故障分析： 1、利用三比值法分析（續(xù)）、利用三比值法分析（續(xù)）根據(jù)三比值與溫度的關(guān)系,可得出故障溫度為 t=322lg(C2H4/C2H6)+525=749() 計(jì)算結(jié)果顯示其故障性質(zhì)為高于700的高溫范圍過(guò)熱性故障。2.對(duì)CO2和CO的指標(biāo)進(jìn)行判斷 CO2/CO的比值為2.97,小于3,仍懷疑故障涉及到固體絕緣材料熱裂解(高于200)。為了進(jìn)一步確認(rèn)故障的存在及故障的大致部位,有必要對(duì)主變進(jìn)行電氣試驗(yàn)。第五節(jié)第五節(jié) 油中溶解氣體分析與故障診斷油中溶解氣體分析與故障診斷五、診斷實(shí)例分析五、診斷實(shí)例分析3、直流電阻