变压器油色谱讲义[精选].ppt

充油电气设备油中溶解气体的分析与故障诊断 主 要 内 容 §1.色谱分析诊断变压器内部故障的理论依据 §2.变压器故障诊断的方法与步骤 §1.色谱分析诊断变压器内部故障的理论依据 一、故障下产气的特征性 二、故障下产气的累积性 三、故障下产气的加速性 四、气体的溶解与扩散：样品具有一致性、均匀性和代表性 一、故障下产气的特征性 （一）绝缘油的分解 变压器油主要是由碳氢化合物组成（烷烃CnH2n+2，环烷烃CnH2n或CnH2n-2 ，芳香烃CnH2n-6。绝缘纸的成分主要是碳水化合物（C6H10O6）n。由电和热故障的结果可以使某些C-H键和C-C键断裂，伴随生成少量活泼的氢原子和不稳定的碳氢化合物的自由基，这些氢原子或自由基通过复杂的化学反应迅速重新化合，形成氢气和低分子烃类气体，如甲烷、乙烷、乙烯、乙炔等，也能生成碳的固体颗粒及碳氢聚合物（X-石蜡）。 二、故障下产气的累积性：看故 障有无发展三、故障下产气的加速性：看故障的严重程度 四、气体的溶解与扩散：样品具有一致性、均匀性和代表性 4、产气速率 （3）绝对产气速率注意值 二、故障类型的诊断 主体部分故障：电故障和热故障 电故障在电路；而热故障在电路和磁路都有可能。 附件的故障 （一）不同故障时产生不同的特征气体 一般规律是：产生烃类气体的不饱和度是随着裂解温度的增加而增加的，依次为烷烃→烯烃→炔烃。 (二）故障类型与溶解气体组分的关系 从设备故障现象来看，可分为过热性故障和放电性故障两大类。至于机械性故障，最终将以过热性或放电性形式表现出来。进水受潮也是一种内部潜伏性故障，除早期发现，否则最终也会发展成放电性故障，甚至造成事故。 过热故障的原因分析 电路：接点接触不良，如引线连接不良，分接开关接触不良，导体接头焊接不良等，这种故障约占过热性故障的一半。 磁路：由于铁心两点或多点接地造成循环电流发热，如穿心螺丝轭铁夹件或压环压钉碰铁心；油箱及下轭铁等处有铁磁杂物；铁心用部分硅钢片短路造成涡流发热如连片短接，硅钢片间绝缘损坏或老化，以及漏磁引起的外壳、铁心夹件、压环等局部发热等。 导体故障：部分绕组短路，或不同电压比并列运行引起的循环，电流发热，绝缘导体因超负荷过流发热，绝缘膨胀，注油堵塞而引起的散热不良等。 局部放电产生的原因 局部放电是一种低能量的放电 ，按绝缘介质的不同可将局部放电分为气泡局部放电和油中局部放电，按绝缘部位来分，则有绝缘空穴、电极尖端、油角间隙、油一板中的油隙和油中沿固体绝缘表面等五处的局部放电。 当油中存在空气泡或固体绝缘材料中存在空穴或空腔，由于气体的介电常数和时压强度均低于油和纸绝缘材料，易引起放电。 外界环境条件的影响如油处理不彻底，带进杂物和水分，或因外界气温下降，油析出气泡等，都会引起放电。 由于制造质量不良如某些部位有尖角、毛刺、漆瘤等，它们承受的电场强度较高首先出现放电。 金属部件或导电体之间的接触不良而引起的放电。 火花放电产生的原因 套管引线断裂或套管储油柜对电位未固定的套管导电管放电 引线对油箱距离太近或引线过长，或引线局部接触不良或铁心接地片损坏或接地不良引起的放电 分接开关拨又电位悬浮而引起的放电；④结构设计和制造工艺的缺陷导致绝缘沿西放电，匝间或层间局部短路或受外部因素的影响，如雷击 操作过电压、过负荷、外部多次短路等引起的匝层间放电。 （四） 故障识别 特征气体法 三比值法 关于CO和CO2判据 关于H2的产气率 O2/ N2比值的变化 关于放电特征气体C2H 2 (1)特征气体法 ① 绝缘油的分解 ② 固体绝缘材料的分解 ③ 在油纸绝缘系统中，不同故障类型产 生的主要特征气体和次要特征气体 ④ 充油电气设备的故障分类 ① 绝缘油的分解 化学热力动力学 热力学-解决能否反应， 动力学-解决反应速度 油： ①碳链的断裂——低分子烃类 C_—C—C—C ②键能的升级： 过热温度 烷—烯—炔—炭渣 随能量而增 ④ 充油电气设备的故障分类 过热故障 电故障 (4) 关于H2的产气率  （6） 关于放电特征气体C2H 2 乙炔是放电性故障的特征气体。正常运行的变压器，油中不应产生乙炔，因此普遍认为，当发现乙炔从无（与仪器最小检知量有关）到有时，就应引起重视，进行跟踪。规程中规定500kV变压器乙炔的注意值为1μL/L，是希望及早引起注意的观点。至于在乙炔更小或没有反映的情况下就发生了事故的事例是存在的，色谱监视对此类故障也无能为力。对于产气率也是一样，色谱导则推荐的产气速率是根据IEC提出的。计算