变压器油中溶解气体色谱分析和故障诊断.ppt

变压器油中溶解气体分析和故障诊断 华北电力科学研究院有限责任公司 2011年2月 1、故障类型 过热性故障 按温度高低分为：低温过热(150℃以下)、中低温过热(150℃～300℃)、中温过热(300℃～700℃)和高温过热(700℃以上) 150℃以下的低温过热通常是由应急性过负荷造成绝缘导线过热引起的 150℃以上的中低温、中温、高温过热的表现形式是局部过热现象，主要发生的部位是在分接开关触头间接触不良、铁心存在两点或多点接地、载流裸电导体的连接或焊接不良、铁心片间短路、铁心被异物短路、紧固件松动、漏磁环流集中部位、冷却油道阻塞部位等。 按过热部位分为：裸金属过热和固体绝缘过热两类 * 放电性故障 电弧放电：多发生在线圈匝间、层间和段间的绝缘击穿、引线断裂、对地闪络、分接开关飞弧等部位。电弧放电属于较严重的放电现象，这种放电现象大多非常突然，表现剧烈，多引起气体继电器的动作发跳闸信号。 火花放电：多出现在引线及导线连接处、引线接触(包括开关弧触头)不良处、悬浮导体对地间、铁心接地不良处等裸金属部位。火花放电属于中等放电现象。这种放电主要特点是间歇性放电，在较长时间内不断发生，会频繁引起气体继电器的产气报警。 局部放电：多发生在油中气泡、气隙，绝缘件的夹层、空穴处，悬浮金属导体周围、强电场中导电体和接地处金属部件尖角部位、强电场中受潮的绝缘体内。局部放电的主要特点是低能量、低密度，外部表现不明显，但作用时间长，H2、CH4等特征气体会持续增长，因此通过油色谱分析可以有效地诊断局部放电故障。 * 特征气体 首先要看看特征气体的含量。若H2、C2H2或总烃有一项或几项大于规程规定阈值（如下表），应根据特征气体含量作大致判断。 * 2、故障诊断方法 设备 气体组分 含量 330kv及以上 220kv及以下 变压器（电抗器） 总烃 150 150 乙炔 1 5 氢 150 150 变压器（电抗器）油中溶解气体含量的注意 （μL/L） 过热性故障的产气组分：热性故障(以中、高过热为主)主要是以烃类气体中的C2H4为主，还有CH4和C2H6，而且随着温度的升高，C2H4所占比例增加并占主要成分，通常生成C2H4的温度是500℃。因此，总烃中烷烃和烯烃过量而炔烃很少或无，则是过热的特征。 放电性故障的产气组分：对电弧放电和火花放电而言，放电能量较高，温度较高(一般在800℃~1200℃)，所以电弧放电和火花放电的产气主要是C2H2；局部放电能量较低，产气主要是H2、CH4。 * 故障类型 主要气体组份 次要气体组分 油过热 CH4,C2H4 H2,C2H6 油和纸过热 CH4,C2H4,CO,CO2 H2,C2H6 油纸绝缘中局部放电 H2,CH4,CO C2H2,C2H6,CO2 油中火花放电 H2,C2H2 油中电弧 H2,C2H2 CH4,C2H4,C2H6 油和纸中电弧 H2,C2H2,CO,CO2 CH4,C2H4,C2H6 不同故障情况产生的主要和次要气体组分 无论是过热性故障还是放电性故障，只要有固体绝缘介入(故障部位有纸质绝缘材料包缚)都会产生CO和CO2，裸金属部位过热和放电所产生的CO和CO2很少甚至没有。所以如果CO和CO2没有出现大幅增长，则可排除固体绝缘异常的可能。 如果发现CO和CO2增长较快，不能简单认为存在固体绝缘缺陷，应具体分析。固体绝缘的正常老化过程与故障情况下的劣化分解，表现在CO和CO2的含量上，一般没有严格的界限，规律也不明显。经验证明，当怀疑设备固体绝缘材料老化时，一般CO2/CO7。当怀疑故障涉及到固体绝缘材料时（高于200℃），可能CO2/CO3，必要时，应从最后一次的测试结果中减去上一次的测试数据，重新计算比值，以确定故障是否涉及到了固体绝缘。 变压器内部受潮，主要产气成分为H2；如果因受潮发生了局部放电，也会产生CH4。 * 产气速率 主要方法： （1）绝对产气速率，即每运行日产生某种气体平均值 （2）相对产气速率，即每运行月（或折算到月）某种气体含量增加原有值的百分数的平均值 当某一项或几项气体的产气速率超过注意值时，则怀疑设备存在故障，应结合不同故障类型产生的特征气体进行分析。 对总烃起始含量很低的设备，不宜采用此判据。 对怀疑气体含量有缓慢增长趋势的设备，使用在线监测仪随时监视设备的气体增长情况是有益的，以便监视故障发展趋势。 * 三比值法 所谓IEC三比值法实际上是罗杰斯比值法的一种改进方法。通过计算C2H2／C2H4、CH4／H2和C2H4／C2H6的值，构成三对比值，对应不同的编码，分别对应经统计得出的不同故障类型。 应注意的问题： （1）若油中各种气体含量正常，其比值没有意义。 （2）只有油中气体各成分含量足够高(通常超过阈值)，气体成分浓度应不小于分析方