电力变压器故障油色谱分析方法探讨

电力变压器故障油色谱分析方法探讨

        电力变压器故障检测主要包括电量检测和化学检测方法。化学检测主要基于变压器油中特征气体的含量、产气率和三比法的分析判断。它对于早期发现变压器的潜在故障和故障发展是有效的。在实际应用过程中，为了更准确地诊断变压器内部故障，色谱分析应根据设备的历史运行情况和特征气体的含量，采用不同的分析模型来判断设备是否正常运行或具有潜在故障和故障类别。
        论文关键词：变压器色谱分析故障识别方法
        0. 介绍
        变压器故障诊断应综合各种有效的检测方法和方法，对得到的各种检测结果进行综合分析判断，依据DL/T596-1996《电力设备预防性试验规程》规定的试验项目和试验顺序，通过对变压器油中气体的色谱分析，这种化学检测方法，对不停电的变压器中的一些潜在故障的检测，对其发展水平的早期诊断是非常灵敏和有效的。经验证明，油中气体各组分的含量与断层的性质和程度直接相关，它们之间存在不同的数学对应关系。
         1、电力变压器内部故障主要有过热、放电和绝缘受潮。
         1.1 过热故障是由设备绝缘性能劣化，油等绝缘材料开裂分解引起的。分为裸机过热和固体绝缘过热两种。裸机过热和固体绝缘过热的区别是基于CO和CO2的含量。前者含量较低，后者含量较高。
         1.2 放电故障是设备内部产生的电效应（放电），导致设备绝缘性能变差。根据电效应的强弱，可分为高能放电（电弧放电）、低能放电（火花放电）和局部放电三种类型[1]。
         1.2.1 电弧放电时产生的主要气体是乙炔和氢气，其次是甲烷和乙烯。此类故障在设备中存在时间较短，预警不明显，一般色谱法难以预测。
         1.2.2 火花放电是间歇性放电故障。常见于套管放电导致套管导电管、均压环等处电位不固定；引线局部接触不良或铁芯接地片接触不良引起的放电；分接开关叉或金属螺钉的潜在悬挂放电等。产生的气体主要是乙炔和氢气，其次是甲烷和乙烯。但由于故障能量低，总烃含量一般不高。
         1.2.3 局部放电主要发生在变压器和套管上。局部放电可能由设备受潮、制造工艺不良或维护不当引起。产生的气体主要是氢气，其次是甲烷。当放电能量高时，也会产生少量乙炔气体。
         1.3变压器绝缘受潮时，其特征气体H2含量较高，而其他气体成分增加不明显。
        值得注意的是芳香含量问题。因为它具有良好的“防放气"性能。不同等级的石油含有不同数量的芳烃，在电场作用下产生不同数量的气体。芳烃含量低的油“抗气性"较差，在电场作用下易产生氢气和甲烷，严重时会生成蜡状物质；芳烃多的绝缘油“抗气性"性能更好，产生的氢气和甲烷较少。因此，在进行具体判断时应考虑该因素的影响。 [
         2、色谱分析诊断的基本程序
        2.1 先看特征气体的含量。如果H2、C2H2、总烃其中之一大于规定注意值的20%，则应根据特征气体含量进行粗略判断。主要对应关系是：①如果有乙炔，应怀疑是电弧或火花放电； ②氢含量很高。如果较大，则应怀疑进水可能受潮； ③总烃中烷烃和烯烃过多，炔烃很少或没有是过热的特征。
         2.2 计算生成速率并评价断层发展的速度。
         2.3 根据分析的气体成分含量，进行三个比值计算，确定故障类别。
         2.4 检查设备的运行历史，通过其他试验综合判断。
         3、油中主要含气量达到注意值时的失效分析方法
        在判断设备是否存在故障时，首先比较气体分析结果中的几个主要指标（H2、∑CH、C2H2）和色谱分析指南中规定的注意值（表1）进行比较。
        表1 普通变压器油中气体和烃类气体含量的注意值
        气体成分 H2CH4C2H6C2H4C2H2 总烃
        内容（10-6）1506040705150
         3.1 任何内容超过警告值时应引起注意。但是这些注意力值并不是用来区分设备是否有故障的。wei一的标准，因此，你不能采取“标准"的僵局。如果某些设备由于某种原因气体含量高，超过了警告值，不能断言它是有故障的，因为它可能不是由主体故障引起的，而是由外部干扰引起的底座高，那么就应该与历史数据进行对比，如果没有历史数据，则需要确定一个合适的检测周期进行跟踪分析。再比如一些气体的含量虽然低于attention值，但是含量增加的很快，应该进行跟踪分析。也就是说：不要认为气体含量超过警告值就判定为故障。甚至采取内部检查和维修或负载限制等措施也不经济。 ,（注意非故障原因产生的故障气体的影响，以免误判），产气率超过注意值的10%，则判断有故障。
         3.2 注意该值不是变压器停运的限制。应该根据具体情况来判断。如果不是电路（包括绝缘）问题，可以放慢操作进行检查。
         3.3 如果油中含有氢气和烃类气体，但未超过注意值，且气体含量已相对稳定且无发展趋势，则认为变压器运行正常。
         3.4 表1中的attention值是根据对中国19个省市的6000多台子变压器的统计得出的。其中，超过attention值的transformer数量占总数的比例约为5%。
         3.5 注意油中CO和CO2的含量和比例。运行中的变压器固体绝缘老化会产生CO和CO2。同时，油中CO和CO2的含量不仅与变压器的使用寿命有关，还与设备结构、运行负荷、温度等因素有关。因此，目前的指南无法为注意力zhi定一个统一的值。只是一个粗略的想法，在开式变压器中，CO含量小于300μl/L，CO2/CO比值在7左右，属于正常范围；而密封变压器中的CO2/CO比值一般低于7，也是正常的。 .
        故障产气率判断方法
        4.1 实践证明，断层的发展过程是一个渐进的过程。仅通过油中溶解气体含量分析结果的绝对值，难以判断故障的存在和严重程度。因此，为了及时发现未达到含气量关注值但增长速度较快的低能量潜在断层，还必须考虑断层处的产气速率。根据 GB/T7252―2001《变压器油中溶解气体分析与判断指南》采用产气率作为判断故障破坏程度的方法，对分析故障的性质和发展具有重要意义。故障（包括故障源的功率、温度和面积）的意义。当相对产气率（运行每个月某一含气量增加值的平均值占原始初始值的百分比），当总烃类产气率大于10%时，注意应注意变压器可能存在故障，如超过40μl/L/月可能出现严重故障。然而，对于初始总碳氢化合物含量非常低的变压器，使用该标准并不容易[2]。
         4.2 总烃含量和产气率判断故障的方法
        4.2.1 总烃绝对值小于注意值，总烃气产率小于注意值，则变压器正常；
         4.2.2 总烃大于Attention 值，但不超过Attention 值的3 倍。如果总烃类气体产率小于关注值，则变压器有故障，但发展缓慢。可以继续操作，仔细观察。
         4.2.3 总烃大于注意值，但不超过注意值的3倍，总烃气体产率为注意值的1～2倍，变压器故障。应缩短试验周期，密切关注故障发展；\ n 4.2.4 总烃类超过关注值3倍以上，总烃类产气率超过关注值3倍，设备故障严重，发展迅速。应立即采取必要措施，有条件的可对吊盖进行检修。