淺談油中溶解氣體研究變壓器故障相關(guān)注意事項(xiàng)

1、淺談油中溶解氣體研究變壓器故障相關(guān)注意事項(xiàng)【摘要】本主主要分析了油中溶解氣體含量與變壓 器故障之間的關(guān)系，并針對采用油中溶解氣體分析變壓器故 障的注意事項(xiàng)進(jìn)行分析探討，僅供參考【關(guān)鍵詞】變壓器；油中溶解氣體；色譜分析1油中溶解氣體含量與變壓器故障之間的關(guān)系1.1變壓器油中溶解氣體的來源變壓器油主要由痊類組成，作為一種良好的介質(zhì)，在 變壓器中主要用來絕緣和散熱。但是，當(dāng)設(shè)備中存在故障時(shí), 如發(fā)熱、放電，導(dǎo)致變壓器油中部分痊類物質(zhì)的c-h、c-c鍵 的斷裂，伴隨著生成少量和不穩(wěn)定的氫原子和碳?xì)渥杂苫?這些氫原子和自由基通過化合生成氫氣和低分子炷類氣體， 如甲烷、乙烷、乙烯、乙烘等。固體絕緣材料的

2、分解也是氣體來源的途徑之一，變壓器 鐵芯包含有大量的絕緣紙板，絕緣紙板在溫度高于105e就 會發(fā)生裂解，高于300e就會完全裂解和碳化，裂解的過程 中產(chǎn)生水的同時(shí)還生成大量的c0.c02和極小量的炷類氣體。在某些情況，有些氣體來源可能是因?yàn)榉枪收弦蛩卦斐?的，比如一些變壓器由于制造工藝或所用的絕緣材料等原 因，在運(yùn)行初期往往造成h2、co和c02增長較快；再如有 載開關(guān)小油箱向變壓器主油箱發(fā)生滲透而造成乙烘超過注 意值的現(xiàn)象時(shí)有發(fā)生。另外，正常運(yùn)行的變壓器由于固體絕 緣材料、變壓器油的老化也是氣體的來源途徑。1.2變壓器故障分類變壓器故障大致可以分成三類：過熱、放電和受潮。隨 著變壓器制造工藝

3、的進(jìn)步，變壓器的密封性越來越好，受 潮的現(xiàn)象很少見，變壓器故障主要是過熱和放電。過熱依據(jù)溫度的高低可以劃分為低、中、高三種過熱故 障，溫度的高低不同，油中溶解氣體的特征氣體不同，低 溫過熱的特征氣體主要是烷痊（甲烷、乙烷等），隨著 溫度的升高，當(dāng)故障點(diǎn)溫度達(dá)到500e時(shí)，乙烯開始大量增 加，而當(dāng)溫度高于800e的時(shí)候，乙烘開始產(chǎn)生，當(dāng)然， 溫度低于800e也會產(chǎn)生少量的乙烘。放電故障依據(jù)能量的大少可以分為高能量、低能量和局 部放電。高能量放電又稱為電弧放電，能量巨大，會產(chǎn)生大 量的乙烘，總坯含量一般都較高；甚至由于能量大，產(chǎn)生 的氣體量過大，來不及溶解到油中，而進(jìn)入氣體繼電器，引 起瓦斯動作。

4、低能量放電一般都表現(xiàn)為火花放電，主要?dú)怏w 組分是乙烘和氫氣，由于其間歇性放電，能量較低，故總坯 含量一般不會很高。局部放電是指液體和固體絕緣材料內(nèi)部 形成橋路的一種放電現(xiàn)象，一般可分為氣隙放電和氣泡放 電，這種放電故障特征氣體是氫氣，氫氣含量一般占?xì)潇慕M 分總量的85%以上，另外，也會產(chǎn)生很少量的乙烘。1.3變壓器故障識別方法目前最常用的就是gb/t 7252- 2001變壓器油中溶解 氣體分析和判斷導(dǎo)則所推薦的方法，如改良三比值法， 依據(jù)co、c02判斷,以及c2h2/h2. 02/n2等方法。另外， 還有一些其他故障判斷與識別方法，如圖示法、四比值法、 日本電協(xié)研法等。確定設(shè)備是否存在故障

5、，可參考對照gb/t 7252-2001所提供的油中溶解氣體含量的注意值。但是，注 意值不是劃分設(shè)備有無故障的唯一標(biāo)準(zhǔn)。當(dāng)氣體濃度達(dá)到注 意值時(shí)，要追蹤監(jiān)督，結(jié)合設(shè)備運(yùn)行的實(shí)際情況，歷史試驗(yàn) 數(shù)據(jù)，氣體的增長速度等來綜合判斷。另外，一些非故障因 素也要考慮，比如電流互感器在投運(yùn)初期，單純氫含量增長 很快，部分設(shè)備超過注意值，但由于不是過熱、受潮、放電 等故障所引起，而是設(shè)備制造工藝、材料所引起，亦可判斷 為正常。當(dāng)變壓器氣體繼電器中聚集有游離氣體時(shí)，應(yīng)該同 時(shí)取氣體繼電器中的氣體和油樣進(jìn)行色譜分析，故障通過平 衡判據(jù)法進(jìn)行判斷。2采用油中溶解氣體分析變壓器故障的注意事項(xiàng)變壓器油中溶解氣體不僅僅

6、來源于故障，絕緣油的正常 劣化以及變壓器的一些附屬設(shè)備異?；蚬收隙加锌赡墚a(chǎn)生 各特征氣體，用油中溶解氣體分析法判斷變壓器故障的時(shí)候 要充分考慮各種因素，以防止做出錯誤的判斷，造成不必要 的停電或檢修。下面是一些需要注意的事項(xiàng)。(1) 首先要判斷油中溶解氣體的特征氣體是否來源變 壓器本身的故障，防止誤判斷。主要有以下幾個(gè)原因，其 一，油箱帶油進(jìn)行焊接，由于電焊溫度一般都在loooe以 上，所以可能造成油箱油分解產(chǎn)生c2h2,容易被錯誤地判 斷為放電(由于電焊時(shí)間短，一般產(chǎn)生的c2h2量少，往 往被認(rèn)為存在局部放電或火花放電)，所以電焊結(jié)束24h 后，應(yīng)該及時(shí)進(jìn)行色譜分析，檢測是否因?yàn)殡姾付a(chǎn)生了

7、 乙烘。其二，補(bǔ)充油中如果含有乙烘，也會造成錯誤的判斷, 所以添加新油時(shí)候，一定要保證所添加的油一定要符合變壓 器油投運(yùn)前要求。其三，取樣注射器清潔不夠，少量殘留油 中含有乙烘，在取樣的時(shí)候未對注射器進(jìn)行清洗，就可能造 成誤判斷。其四，對色譜峰識別錯誤。主要是乙烘峰，因 為乙烘一般不高，儀器發(fā)生波動，在乙烘峰附近出現(xiàn)其他峰, 把非乙烘峰認(rèn)成乙烘峰，造成判斷錯誤。為避免這樣的錯誤, 建議試驗(yàn)人員做平行樣，并測保留時(shí)間，防止識峰錯誤。其 五，由于有載調(diào)壓開關(guān)箱滲漏造成乙烘超過注意值，如果不 仔細(xì)分析，就會易判斷設(shè)備存在放電故障。(2) 運(yùn)行中的變壓器油中溶解氣體色譜試驗(yàn)結(jié)果異常, 要引起注意。如果

8、判斷是故障引起，要縮短監(jiān)督周期，加 強(qiáng)監(jiān)督。特別是乙烘出現(xiàn)，即使沒有超過注意值5u/l( 500kv 變壓器為lu/1),也一定要引起注意，進(jìn)行跟蹤監(jiān)督，以 確保設(shè)備安全。乙烘多數(shù)情況都是因?yàn)榉烹姽收纤穑?電故障的危害性極大，高能量放電往往造成嚴(yán)重設(shè)備事故。(3) 當(dāng)氣體繼電器里聚集有游離氣體的時(shí)候，要求取 氣樣、油樣，通過平衡判據(jù)法分析設(shè)備故障。雖然氣體繼 電器里都聚集有游離氣體，可是它們的故障并非都是由故障 引起。即引起氣體繼電器里聚集游離氣體，除了因?yàn)閲?yán)重的 故障原因引起外，如注油未采用真空注油，變壓器呼吸系 統(tǒng)不通暢，變壓器因密封不好進(jìn)氣，設(shè)備內(nèi)部出現(xiàn)負(fù)壓區(qū)等 都會造成氣體繼電器

9、動作。(4)當(dāng)色譜分析發(fā)現(xiàn)異常的時(shí)候，要結(jié)合其他試驗(yàn)進(jìn)行綜合分析判斷。如，當(dāng)發(fā)現(xiàn) 總炷、co、c02急劇增加，可以結(jié)合糠醛試驗(yàn)判斷變壓器故 障是否危及固體絕緣。(5)某些設(shè)備油中溶解氣體超過注意值，但是通過分 析可以判斷為正常，無需進(jìn)行跟蹤監(jiān)督和停電檢修。目前這 類問題表現(xiàn)最明顯的有兩類：電流互感器和500 kv高抗。 近年來，發(fā)電廠發(fā)現(xiàn)大量電流互感器在投運(yùn)后氫氣增長快， 投運(yùn)一段時(shí)間后氫往往超過注意值，而其他組分卻表現(xiàn)正 常，這一類設(shè)備到5、6年后h2含量開始下降。分析其原因 主要是由于制造工藝和材料所引起，依據(jù)gb/t 7252- 2001 變壓器油中溶解氣體分析和判斷導(dǎo)則9. 3. 1

10、(c) /影 響電流互感器油中氫氣含量的因素較多，有的只是氫氣含量 超過注意值，若無明顯增加趨勢，也可判斷為正常oo有文 獻(xiàn)指出，近年來通過對70多臺500kv電抗器的運(yùn)行情況調(diào) 查表明，總?cè)^注意值的比例遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于變壓器。引起總炷 超過注意值的原因與電抗器固有的運(yùn)行方式有關(guān)，吊罩檢查 發(fā)現(xiàn)以鐵芯因漏磁渦流發(fā)熱引起居多。由于存在這種金屬表 面的低溫過熱，使得油中的ch4、c2h6含量很高，有的電 抗器在總?cè)瑪?shù)千u/1的情況仍在運(yùn)行。研究分析表明，這種 缺陷尚不會危及設(shè)備的安全運(yùn)行，故gb/t 7252-2001變 壓器油中溶解氣體分析和判斷導(dǎo)則9. 3. 1 (b)指出/對 330kv及以上的電抗器，當(dāng)出現(xiàn)痕量(小于lu/1)乙烘時(shí) 也應(yīng)引起注意；如氣體分析雖出現(xiàn)異常，但判斷不致于危及 繞組和鐵芯安全時(shí)，可在超過注意值較大的情況下運(yùn)行3結(jié)束語變壓器油溶解氣體分析是經(jīng)濟(jì)判斷變壓器故障的一種 有效方法，它能敏銳地發(fā)現(xiàn)變壓器初期的潛伏性故障，對保 證變壓器安全運(yùn)行極為重要。但是，在判斷變壓器故障時(shí)要 結(jié)合設(shè)備的結(jié)構(gòu)、歷史試驗(yàn)數(shù)據(jù)及運(yùn)行方式等，進(jìn)行綜合判 斷。從事色譜分析的工作人員要不斷地積累現(xiàn)場工作經(jīng)驗(yàn)， 嚴(yán)格執(zhí)行g(shù)b/ t7252- 20