应用变压器油色谱分析判断变压器故障.pdf

第43卷第1期
Vol 43 No 11
2006年11月
MANSONI/ER
November 2006
应用变压器油色谱分析判断变压器故障
耿基明,郭晓峰
(张家口发电厂,河北张家口075133)
摘要:介绍了应用变压器油色谱分析判断变压器故障的原理和方法,并给出了实例
关健词:变压器;色谱分析;判断;故障
中国分类号:TM407
文献标识码:B
文章编号:1001-8425(2006)1-(0044-04
电磁作用下,将产生各种气体,并溶解在变压器油
1概述
表2判断故障性质的方法
变压器油色谱分析是目前对变压器类设备在出
Table 2 Method to diagnose fanlt characteristics
、运行和检修各阶段进行检测的一项重要于段。采
故障性质
特性气体的特点
用油色谱分析可及早检测出变压器在电场、负载作
用下,因故障而产生的溶解在油中的特征气体。通过
般过热故障
总烂较高,CH比,和CH为主要成分,CH<
lpuL/⊥L
分析,可发现问及时处理,避免事故扩大,保证变
严重过热性故障/总烃高,CH1和CH,为主要成分。H含量
压器正常运行。
较高。C2H2>1LL.但未占总烃的主要成分
总烃不高,H2>150pLL,CH4占总烃主要成
2变压器故障判断方法及步骤
局部放电
火花放电
总烃不高,CH2>10pLL,H2较高
2.1根据油中气体含量限值进行判断
总烃高,CMH12高,并构成总烃中主要成分
正常运行的变压器,油中气体含量很少,其中是
电弧放电
H2含量高
可燃性气体的含量更低,仅占总量的0.01%-0.19%;中。当一种或儿种浴解气体的含量超过表1所列正
有轻度故障的变压器,可燃气体的含量在0.1%
常值时,可利用表2判断故障性质。
0.5%。故障变压器,可燃气体的含量在0.5%以上
2三比值法判断变压器故障
按电气设备交接和预防性试验标准的規定,以H2、
比值法是指用C2H2/C2H4,CH4/H2,C2H4/C2H。
总烃、C2H2、CO、CO2等的含量作为故障情况判断的
三项比值的不同结果对应不同的编码来判断变压器
指标。运行中,变压器油中H1和烃类气体含量一散的故障情況。表3给出了三比値法的编码规则,表4
不应大于表1中所列数值
给出了判断故障性质的三比值法
表1变压器油中溶解气体含量限值
Table 1 Limited value of content of dissolved
表3三比值法的编码规则
gasses in transformer oil
Table 3 Code rule in three-ratio method
气体组分
H
特征气体
比值范围编码
含量
1.50
1.50
说明
的比值CHCH,(CHAH2CHCH
变压器的绝缘系油纸组合绝缘。内部潜伏性故障
<0.1
CHCH为1~3时,编码
产生的烃类气体米源于油纸绝缘的热分解,其分解
0为1:CHH2为1~3时,编
的过程和产物取决于油纸绝缘的化学特性并符合热
1码为2:CCl为1-3
时,编码为
力学原理。而油纸热分解的产气量、产气速率以及生
成烃类气体的不饱和度又取决于故障点的能量密2.3根据故障点的产气速率判断故障
度。故障性质不同,分解产生的烃类气体也不同。产
为了准确判断故障,还要考虑故障发展趋势,故
生故障时,变压器油和固体绝缘材料在热和电场或障点的产生气体速率快慢与故障能量大小有关,
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耿基明、郭晓峰:应用变压器油色谱分析判断变压器故障
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般采用绝对产气速率来判断。
表5绝对产气速率注意值
计算方法为X=(A2-A1)?C/(△?d)
Table 5 Precautionary values of absolute rate to
式中X一绝对产气速率,ml/h
produce gasses
A2一第二次取样测得油中某气体含量,ルLL
气体组分
开放式
隔膜式
A一第一次取样测得油中某气体含量,ルLL
总烃
△t一两次取样时间间隔中的实际运行时
C,H
0.1
0.2
可,h
G一变压器油总质量,t
100
d一油的密度(取0.85),tm3
变压器和电抗器绝对产气速率的注意值如表5
注:当产气速率达到注意值时,应缩短检测周期,进行追
综分析。
所
的注意值,总烃不高。对照表2进行分析,认为
表4判断故障性质的三比值法
2号主变内部有火花放电,必须进行跟踪检测。
Table 4 Three-ratio method to diagnose fault characteristics
根据檢测的结果分析产气速率。选7月15
故障性质
比值范围编码
典型例子
日9点0分至7月15日16点0分,进行了7
C: H/C2 H, CH/H C2./C2.
无故障
0
正常老化
个小时的跟踪,应用公式得出CH2的绝对产与
速率为:
低能量密度
由于不完全浸渍引起含气
的局部放电但无意义
0穴中的放电;过分饱和或高湿
X。=(A2-A41)?C/(△?d)=(9.9-9.5)x60/(7x0.85)
度引起的孔穴中的放电
=4.03(mL/h
高能量密度
同上,但已导致固体绝缘的
的局部放电
放电痕迹或穿孔
从C2H2的绝对产气速率X>0.2mLh,可判
不同电位之间的油的途续火断变压器存在故障。
低能量放电1~2
花放电或对悬浮电位连接不
应用三比値法判断(7月15日09:00气体含
良的连续火花放电;固体材料
有工频续流的放电;绕组之
C2HC2H=9.5/1.5=6.3编码为2
高能量放电
2间或绕组、纵绝缘之间,或绕
CH4H2=4.0/14.1=0.28编码为0
组对地之间的油的电弧击穿
C2H/CH=1.5/1.3=1.15编码为1
低于150℃
般性的绝缘导线过热
根据表3、表4判断,编码为201,故障性质
150℃-300
为低能量放电
低温范围的0
从以上三种判断的综合分析,油中C2IH2增
过热故障
分接开关接触不良,引线夹
长幅度很快,在一个月的时间内C2H2含量从零
300C-700℃
件螺丝松动或接头焊接不良
中温范的0
涡流引起铜过热,铁心灞磁
增长为2.2ul/,又经半个月时间增长至9.9ul
热故障
层间绝缘不良,铁心多点接地
,且COCO2含量比5月份増长近一倍。CH2
高」70
足电弧放电的特征气体,这是基于CH2的形成
高温范的0
理论上需要很高的温度(1