油色譜在變壓器突發(fā)故障中的應(yīng)用

油色譜分析在變壓器突發(fā)故障中的應(yīng)用引言：東營(yíng)地區(qū)的雷雨天氣致使兩臺(tái)變壓器接連發(fā)生了突發(fā)性故障。變壓器經(jīng)受突發(fā)性事故后能否繼續(xù)投運(yùn)，成為要決策的必要問(wèn)題。因油色譜分析對(duì)變壓器突發(fā)事故的故障判斷十分敏感，且該方法能判斷出很多別的試驗(yàn)方法無(wú)法發(fā)現(xiàn)的缺陷，因此利用此法對(duì)這兩臺(tái)故障變壓器進(jìn)行了分析，并根據(jù)分析結(jié)果對(duì)設(shè)備的能否投運(yùn)提出了建議。關(guān)健詞：氣相色譜變壓器突發(fā)故障一、概述當(dāng)變壓器內(nèi)部發(fā)生過(guò)熱、放電等故障時(shí)，勢(shì)必導(dǎo)致故障附近的絕緣物分解。分解產(chǎn)生的氣體會(huì)不斷地溶解在油中，不同性質(zhì)的故障所產(chǎn)生的氣體成分也不同，即使同一性質(zhì)的故障，由于故障的程度不同，產(chǎn)生的氣體數(shù)量也不相等。例如局部放電時(shí)會(huì)有氫氣產(chǎn)生；較高溫會(huì)有乙烯氣體；電弧放電時(shí)會(huì)有乙炔氣產(chǎn)生。因此，可以根據(jù)故障下產(chǎn)氣的特征性來(lái)診斷故障性質(zhì)。二、氣體組份與內(nèi)部故障特征有如下關(guān)系：表1濃度最大的氣體異常的類型事故實(shí)例乙炔(C2H2)氫氣(H2)電弧放電游離放電繞組匝間短路繞組燒斷分接開關(guān)觸頭電弧弧短路甲烷(CH4)乙烯(C2H4)過(guò)熱接觸不良泄漏電流引起的過(guò)過(guò)熱緊固部件松動(dòng)分接開關(guān)觸頭接觸觸不良絕緣不良一氧化碳(CO))二氧化碳(CO22)固體絕緣過(guò)熱電弧弧分解長(zhǎng)期老化主變散熱不良過(guò)負(fù)荷三、故障事例分析1、故障事例1:2005年8月東安變2#主變?cè)诶子晏鞖鈺r(shí)突發(fā)輕瓦斯動(dòng)作。試驗(yàn)現(xiàn)場(chǎng)對(duì)變壓器進(jìn)行了常規(guī)的檢測(cè)，絕緣電阻正常，直流電阻也正常，沒(méi)有發(fā)現(xiàn)問(wèn)題。由于是突發(fā)故障，產(chǎn)氣快，一部分氣體來(lái)不及溶解于油中就進(jìn)入氣體繼電器。因此，我們不僅取油樣而且要取氣體繼電器的氣樣來(lái)分析，結(jié)合油氣樣色譜分析結(jié)果來(lái)綜合判斷，并且根據(jù)氣體繼電器中氣體顏色可初步確定一下故障的大致情況。但取回后的油氣色譜分析結(jié)果令我們大吃一驚，其分析結(jié)果如下表所示：表22005/8/02分總烴5924.112018.232386.79651.223352.140.922608.776612.13143.02220.593170.5531.56183.134.32128.96347.94從表中數(shù)據(jù)可以看出，因其乙炔含量為2608.77ul/l，基本上可以斷定變壓器存在放電現(xiàn)象，但氫類及烴類氣體含量非常高，總烴含量是注意值１５０ul/l的１００多倍，且甲烷及乙烯是總烴的主要成分，二氧化碳含量也非常高。由此可以判斷該變壓器存在嚴(yán)重的過(guò)熱故障，過(guò)熱使固體絕緣材料分解出上述氣體，故障點(diǎn)溫度大概為：196Ｌｏｇ（2386.79／2018.23）＋660＝674.28℃。故建議該主變不得投運(yùn)并立即吊芯檢查，以免使故障擴(kuò)大。接下來(lái)對(duì)該變壓器進(jìn)行了吊芯檢查，整個(gè)鐵芯吊出來(lái)后，立刻可看到高壓B相線圈的絕緣材料已有被燒焦的痕跡，故障為高壓線圈匝間短路，因存在短路故障造成很大的短路電流?；叵氲跣厩暗臋z測(cè)，未發(fā)現(xiàn)問(wèn)題的原因在于，按理說(shuō)線圈匝間短路變壓器的直流電阻應(yīng)降低，但是由于該線圈本身的電阻值就很小，部分線圈匝間短路后其直流電阻變化不明顯，故造成直流電阻也正常的假象，所以測(cè)變壓器直流電阻時(shí)沒(méi)有發(fā)現(xiàn)問(wèn)題。2、故障事例22005年8月17日東辛變1#主變?cè)诶子晏旌蟀l(fā)生重瓦斯動(dòng)作，下表是它的油樣、氣樣色譜分析數(shù)值：設(shè)備名稱油中溶解氣體組分分濃度（μl/l）H2COCO2CH4C2H4C2H6C2H2氣樣3920.166.1381580.303179.2628020.8225531.1318776.86655508.077油樣1075300.991723.81618.211091.3969.72976.422755.75表32005／8／17根據(jù)表一看表三分析數(shù)據(jù)基本上可以判斷設(shè)備內(nèi)存在放電現(xiàn)象，因其乙炔含量為18776.86ul/l，占故障氣體的主要成份。氫烴也遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過(guò)注意值，可能的故障事例有：繞組匝間短路，繞組燒斷，分接開關(guān)觸頭電弧短路?！偀N含量是注意值１５０ul/l的3００多倍，且甲烷及乙烯是總烴的主要成分，由此可以判斷該變壓器存在嚴(yán)重的過(guò)熱故障，可能的故障事例：分接開關(guān)觸頭接觸不良，絕緣不良……。因CO，CO2含量不高，初步判斷故障點(diǎn)溫度尙未使固體絕緣材料分解。根據(jù)計(jì)算估計(jì)故障點(diǎn)溫度為：322Ｌｏｇ（1091.39／69.72）＋525＝906℃。故建議該主變不得投運(yùn)并立即吊芯檢查，以免使故障擴(kuò)大。吊芯后發(fā)現(xiàn)分接開關(guān)接頭處有明顯的燒痕，變壓器內(nèi)部散落少許放電后的銅渣，油中炭素較多，其它情況目測(cè)良好。初步判斷是由雷擊引起過(guò)電壓而引起的放電。根據(jù)此情況對(duì)此點(diǎn)進(jìn)行了處理。故障處理完畢后，試投運(yùn)此設(shè)備一段時(shí)間后發(fā)現(xiàn)運(yùn)行正常。05／9／15又突發(fā)重瓦斯動(dòng)作，取樣后分析結(jié)果如下：表42005／9／15設(shè)備名稱油中溶解氣體組分分濃度（μl/lH2COCO2CH4C2H4C2H6C2H2總氣樣91683.6555242.319011.891522.8870.63253.732007.463854.69油樣335.701549.82949.89227.211134.4629.53706.082097.28由上表色譜分析數(shù)據(jù)看出，油、氣中氣體成份與上次故障時(shí)分析數(shù)據(jù)發(fā)生了明顯變化。其中CO，CO2含量急劇增大，炔烴含量占總烴的主要成份。對(duì)照表1可判斷出設(shè)備內(nèi)部發(fā)生了觸及固體絕緣的放電故障。下圖是第二次重瓦斯動(dòng)作后吊芯檢查情況的現(xiàn)場(chǎng)照片：照片燒黑處為分接開關(guān)絕緣桿3檔AB相的絕緣支架，顯然已被擊穿。由吊芯檢查分析發(fā)現(xiàn)，造成重瓦斯動(dòng)作和差動(dòng)動(dòng)作的直接原因是：分接開關(guān)三檔AB相間的絕緣支架因電弧放電而被擊穿。吊芯檢查結(jié)果與色譜分析結(jié)果相符。四、總結(jié)很多實(shí)例證明，色譜分析是診斷變壓器工作狀態(tài)和判斷故障性質(zhì)的最有效方法之一。用氣相色譜法對(duì)充油電氣設(shè)備油中氣體含量的分析，能判明設(shè)備存在的故障，更重要的是分析判斷故障的性質(zhì)，是過(guò)熱性故障還是放電性故障及故障的大概部位是在裸金屬部分還是介入了固體絕緣，從而進(jìn)一步估計(jì)故障的危害性，以便及時(shí)采取措施，做出正確處理，防患于未然。參考文獻(xiàn)［１］中華人民共和國(guó)電力行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)ＤＬ