變壓器油色譜分析的基本試驗(yàn)方法及應(yīng)用
油色譜分析作為在線檢測(cè)變壓器運(yùn)行的一項(xiàng)有效措施,由于它做到了監(jiān)測(cè)時(shí)不需要將設(shè)備停電,而且靈敏度高,與其他試驗(yàn)配合能提高對(duì)設(shè)備故障分析準(zhǔn)確性,而且不受外界因數(shù)的影響,可定期對(duì)運(yùn)行設(shè)備內(nèi)部絕緣狀況進(jìn)行監(jiān)測(cè)。因此變壓器油色譜分析已真正成為發(fā)現(xiàn)變壓器等重要電氣設(shè)備內(nèi)部隱患、預(yù)防事故發(fā)生的有效途徑,在嚴(yán)格色譜分析工作的開展下,使設(shè)備的潛伏性故障得到及時(shí)**,確保變壓器等設(shè)備**穩(wěn)定運(yùn)行。     
  1.絕緣油色譜分析的基本試驗(yàn)方法 
  變壓器大多采用油紙復(fù)合絕緣,當(dāng)內(nèi)部發(fā)生潛伏性故障時(shí),油紙會(huì)因受熱分解產(chǎn)生烴類氣體。含有不同化學(xué)結(jié)構(gòu)的碳?xì)浠衔镉兄煌臒岱€(wěn)定性,絕緣油隨著故障點(diǎn)的溫度升高依次裂解產(chǎn)生烷烴、烯烴和炔烴。在正常情況下,充油電氣設(shè)備內(nèi)的絕緣油及有機(jī)絕緣材料,在過熱或電的作用下會(huì)逐漸老化和分解,產(chǎn)生少量的低于分子烴類氣體和一氧化碳及二氧化碳?xì)怏w,這些氣體大部分溶解于油中,當(dāng)充油電氣設(shè)備內(nèi)部存在潛伏性過熱和放電性故障時(shí),就會(huì)加快這些氣體的產(chǎn)生速度,隨著故障的發(fā)展,分解出的氣體形成氣泡在油中對(duì)流、擴(kuò)散,不斷溶解在油中。     
 2.絕緣油色譜分析的方法  
 2.1故障下產(chǎn)氣的累計(jì)性 
  充油電力設(shè)備的潛伏性故障所產(chǎn)生的可燃性氣體,大部分會(huì)溶解與油中,隨著故障的持續(xù),這些氣體在油中不斷積累,直至飽和甚至析出氣泡。因此,油中故障氣體的含量及其積累程度是診斷故障存在與發(fā)展的一個(gè)依據(jù)。  
 2.2故障下產(chǎn)氣的速率  
 正常情況下充油電力設(shè)備在熱和電場(chǎng)的作用下,同樣老化分解出少量的可燃性氣體,但產(chǎn)氣速率應(yīng)很慢。有的設(shè)備因某些原因使氣體含量超過注意值,不能斷定故障;有的設(shè)備雖低于注意值,如含量增長(zhǎng)迅速,也應(yīng)引起注意。產(chǎn)氣速率對(duì)反映故障的存在、嚴(yán)重程度及其發(fā)展趨勢(shì)更加直接和明顯,可以進(jìn)一步確定故障的有無及性質(zhì)。因此,故障氣體的產(chǎn)氣速率,也是診斷故障的存在與發(fā)展程度的另一個(gè)依據(jù)。  
 2.3故障下產(chǎn)氣的特征 
  變壓器等電力設(shè)備內(nèi)部不同故障下,產(chǎn)生的氣體有不同的特征。如:局部放電時(shí)會(huì)有氫氣;較高溫度過熱時(shí)總會(huì)有乙烯;而電弧放電時(shí)也總會(huì)有乙炔。因此,故障下產(chǎn)氣的特征是診斷故障性質(zhì)的又一個(gè)依據(jù)。      
 3.絕緣油色譜分析在變壓器內(nèi)部故障診斷中的應(yīng)用  
 3.1根據(jù)烏魯瓦提水力發(fā)電廠絕緣油色譜分析規(guī)定,在四、五月份對(duì)樞紐區(qū)各戶外電力變壓器進(jìn)行一次**的檢查試驗(yàn),檢查試驗(yàn)中發(fā)現(xiàn)西臺(tái)地生活變總烴氣體產(chǎn)氣率明顯偏大而且總烴含量嚴(yán)重超標(biāo),對(duì)該臺(tái)變壓器進(jìn)行跟蹤分析,發(fā)現(xiàn)油中氣體依然有所增長(zhǎng),根據(jù)色譜分析故障判斷方法判斷變壓器存在內(nèi)部故障,應(yīng)立即進(jìn)行檢修處理,結(jié)合常規(guī)試驗(yàn),發(fā)現(xiàn)該變壓器存在鐵芯多點(diǎn)接地,總烴產(chǎn)氣率明顯偏大而且總烴含量嚴(yán)重超標(biāo)是由于變壓器鐵芯多點(diǎn)接地造成的,經(jīng)過吊罩檢查,由于鐵芯多點(diǎn)接地致使變壓器在運(yùn)行中產(chǎn)生的熱量及磁動(dòng)力使B相繞組燒毀變形,時(shí)刻有發(fā)生事故的危險(xiǎn)。通過色譜分析讓我們?cè)谧儔浩鬟\(yùn)行中查出了變壓器內(nèi)部的、潛伏性的故障,避免了事故的發(fā)生。  
 3.2在做烏魯瓦提樞紐區(qū)綠化5號(hào)泵站變壓器預(yù)防性試驗(yàn)時(shí),發(fā)現(xiàn)內(nèi)部有火花放電故障,為了進(jìn)一步確定故障類型及位置,對(duì)變壓器進(jìn)行了絕緣油色譜分析,總烴和乙炔值超過注意值,結(jié)合前兩年的油色譜分析,油中產(chǎn)氣率明顯增大,根據(jù)《色譜分析導(dǎo)則》立即對(duì)分析結(jié)果進(jìn)行判斷,判定變壓器屬內(nèi)部火花放電,經(jīng)吊芯檢查變壓器發(fā)現(xiàn)分接開關(guān)處有虛接現(xiàn)象,及時(shí)對(duì)虛接處的螺絲進(jìn)行緊固,再次試驗(yàn)后,一切正常,很快使變壓器又恢復(fù)了正常運(yùn)行。 根據(jù)故障性質(zhì)的三比值法計(jì)算,進(jìn)一步確定變壓器是低能量的火花放電故障。
  其計(jì)算分析結(jié)果如下:  
 2009年4月油色譜分析結(jié)果:   
 組分含量(μl/L) H2 CO CO2 CH4 C2H6 C2H4 C2H2 總烴  
 變壓器絕緣油 172.06 397.32 1803.42 175.1 44.32 48.32 50.00 317.74          

 2008年5月油色譜分析結(jié)果:  
 組分含量(μl/L) H2 CO CO2 CH4 C2H6 C2H4 C2H2 總烴  
 變壓器絕緣油 69.06 386.32 1783.42 45.17 54.32 55.38 12.50 167.37  
 總烴相對(duì)產(chǎn)氣率:rr=(Ci2-Ci1)*(1/Δt)***  
 式中rr—相對(duì)產(chǎn)氣速率,(%/月)  
 Ci2—第二次取樣測(cè)得總烴含量,?l/L 
 Ci1—**次取樣測(cè)得總烴含量,?l/L  
 Δt—兩次取樣分析時(shí)間間隔的實(shí)際運(yùn)行時(shí)間,(月)。  
 僅以***近兩次試驗(yàn)數(shù)據(jù)為依據(jù),計(jì)算得相對(duì)產(chǎn)氣速率:  
 rr=(317.74-167.37)/167.37*1/11***=988.3%/月  
 根據(jù)《色譜分析導(dǎo)則》相對(duì)產(chǎn)氣速率的注意值為10%/月,計(jì)算值988.3%/月嚴(yán)重超過注意值10%/月。      
 4.結(jié)語  利用變壓器油色譜分析,可以及早發(fā)現(xiàn)變壓器及其他充油電氣設(shè)備的內(nèi)部潛伏性故障,在電力系統(tǒng)中發(fā)現(xiàn)和避免了許多重大設(shè)備事故,確保了電力設(shè)備的**穩(wěn)定運(yùn)行。所以絕緣油色譜分析是電力設(shè)備絕緣試驗(yàn)必不可少的試驗(yàn)項(xiàng)目之一,尤其對(duì)潛伏性故障的分析更為重要。

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電力變壓器故障的診斷之法

     電力變壓器是一種靜止的電氣設(shè)備，是用來將某一數(shù)值的交流電壓（電流）變成頻率相同的另一種或幾種數(shù)值不同的電壓（電流）的設(shè)備。

1　電力變壓器故障診斷的優(yōu)點(diǎn)

　　油中溶解氣體分析，在故障診斷方法上不僅是一門學(xué)科，而且是一門藝術(shù)，正確的診斷離不開科學(xué)試驗(yàn)方法與實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)的結(jié)合，離不開不同學(xué)科知識(shí)的綜合以及不同專業(yè)(如：化學(xué)、電氣專業(yè)等)人員的配合測(cè)試儀器相關(guān)知識(shí)。通過油中氣體分析，對(duì)早期診斷變壓器內(nèi)部故障和故障性質(zhì)(包括故障類型、故障嚴(yán)重程度及發(fā)展趨勢(shì)等)，提出針對(duì)性防范措施，實(shí)現(xiàn)變壓器不停電檢測(cè)和早期故障診斷等**生產(chǎn)要求都具有極為重要的指導(dǎo)意義相關(guān)知識(shí)。

2　電力變壓器產(chǎn)氣故障類型及其油中氣體特性

　　2.1　過熱故障

　　過熱故障產(chǎn)生的氣體主要是甲烷與乙烯，而乙烯是主導(dǎo)成分測(cè)試儀器相關(guān)知識(shí)。若涉及固體絕緣材料，則會(huì)產(chǎn)生較多的CO、CO2測(cè)試儀器相關(guān)知識(shí)。若無CO、CO2，就可能屬裸金屬局部過熱性故障測(cè)試儀器相關(guān)知識(shí)。

　　2.2　放電故障

　　(1) 高能量放電故障，又稱電弧放電故障測(cè)試儀器相關(guān)知識(shí)。這種故障產(chǎn)氣量大、氣體產(chǎn)生劇烈，運(yùn)用測(cè)定油中溶解氣體的方法不易對(duì)其進(jìn)行預(yù)診斷，往往是在出現(xiàn)故障(如：變壓器輕瓦斯發(fā)信)后，我們才可根據(jù)油中氣體、瓦斯成分的分析，對(duì)變壓器故障的性質(zhì)和嚴(yán)重程度進(jìn)行診斷測(cè)試儀器相關(guān)知識(shí)。高能量放電故障氣體主要是乙炔和氫，其次是乙烯和甲烷;若涉及固體絕緣，CO的含量也較高測(cè)試儀器相關(guān)知識(shí)。

　　(2) 低能量放電故障測(cè)試儀器相關(guān)知識(shí)。一般是電火花放電，其故障氣體主要是乙烯和氫測(cè)試儀器相關(guān)知識(shí)。由于其故障能量較小，總烴一般不會(huì)高測(cè)試儀器相關(guān)知識(shí)。

　　(3) 局部放電故障測(cè)試儀器相關(guān)知識(shí)。其產(chǎn)氣特征是氫組分***多(占?xì)錈N總量的85%以上)，其次是甲烷測(cè)試儀器相關(guān)知識(shí)。局部放電的后果是絕緣老化，如任其發(fā)展，會(huì)引起絕緣損壞，甚至造成事故測(cè)試儀器相關(guān)知識(shí)。