变压器油色谱分析及故障判断
- 格式：docx
- 大小：29.86 KB
- 文档页数：7
变压器油色谱分析及故障判断
摘要：目前变压器已大量运用于各企业，我公司目前投运的变压器已达上千台，对变压器的检修与维护直接关系到下游产业的产能，文章就变压器色谱分析问题进行了专门的阐述。
关键词：气体成分故障判断、产气速率、三比值及注意事项。
前期我厂进行变压器油色谱分析时发现电除尘高频柜出现大量积的H2超标现象，但是其它数据皆在合格范围之内，对此车间分厂管理员进行了详细的技术攻关。经过查阅大量资料及咨询相关专家判断本次H2超标是由于受潮导致。目前变压器油色谱分析已被广泛应用于变压器的内部故障检测，但是针对数据分析还存在一定的盲区，文章对目前主要的数据分析手段进行详细讲解，不足之处希望及时指正。
1、气体成分故障判定法
变压器油在不同故障产生温度不同，也就会产生不同的气体，根据各种气体的含量不同用以推算故障点的能量释放大小，根据主要气体含量来判断故障。
故障类型 主要产生气体 次要产生气体
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、C2H2、CO CO2、C2H6 油中火花放电 H2、C2H2
油中电弧 H2、C2H2 CH6、C2H4、C2H6
油和纸中电弧 H2、C2H2、CO、CO2 CH6、C2H4、C2H6
进水受潮或油中气泡 H2
注意事项：根据表格中不同故障类型所产生的主要气体成分不同来判断故障比较简单、明了。该方法具有直观、方便、快速的特点。当油中特征气体含量很高、超过注意值很多时，一般用特征气体含量法就很容易判断出故障的存在。但是，油中溶解气体含量的注意值不是划分设备有无故障的唯一标准，有些设备在无故障情况下气体含量也会超过注意值，反之，有的设备气体含量尚未达到注意值却已出现故障。《变压器油中溶解气体分析和判断导则》中指出H2超标的原因有很多，若果只是H2超标应注意其它其它含量综合考虑气体的产生原因。我厂出现的H2超标现象经三比值与其它气体含量综合考量，判断为变压器在制造过程中工艺不严导致受潮，在运行过程中水分被分解成H2。
2、产气速率
因为设备在正常运行中所产生的特征气体，经过长期的积累，其含量也能达到或超过注意值。而产气速率考查的是两次取样试验间隔期间气体含量的增长情况，基本上与以前油中气体含量的大小无关。相比较而言，用产气速率法识别故障具有比特征气体含量法更为灵敏的特点，在反映故障的发展速度和发展趋势方面更优于特征气体含量法。本文对现有的两种中产气速率法的应用逐一进行介绍。
相对产气速率γr：
每运行月某种气体含量增加原有值百分数的平均值。 γr=（C2—C1）/C1t
C2为第二次取油样测得气体浓度μL/L
C1为第一次取油样测得气体浓度μL/L
t为两次取样实际运行间隔的时间（折合月）。
一般总烃大于10%应引起注意
绝对产气速率γa：
每运行日产生某种气体的平均值
（C2—C1）V/t
C2为第二次取油样测得气体浓度μL/L
C1为第一次取油样测得气体浓度μL/L
t为两次取样实际运行间隔的时间（折合日）
V为变压器油的体积（变压器油密度按0.89Kg/m³）
变压器绝对产气速率主意值mL/天
气体 C2H2 H2 CO CO2
主意值 0.2 10 100 200
相对产气速率中规定了总烃的相对产气速率注意值，而对其它气体则未给出相对产气速率注意值。由此可见，相对产气速率仅适用于总烃含量异常的故障判断，而单纯总烃含量高一般都是由过热故障引起，故相对产气速率法通常适用于过热故障的判断。绝对产气速率与设备的油量有关，因此，少油量设备如互感器、套管的故障判断一般不适于绝对产气速率。对特征气体起始含量很低的设备，不宜采用相对产气速率的方法。从公式中不难看出，如果分母C 1过小，即使C 2与C 1的差值不大也会使相对产气速率变得很大，而且分母C1的试验误差还会加大对相对产气速率的影响。因此，对特征气体起始含量很低的设备，宜采用绝对产气速率来判断故障。绝对产气速率与以前油中气体含量的大小完全无关。计算式中C2和C1及t的选择，无论是绝对产气速率还是相对产气速率的计算，都要选择合适的C 2、C 1和 t 。当故障不严重、产气速率较低时，若间隔时间 t很短，两次测定结果C2和C1的差值较小，试验误差对产气速率计算结果的影响会增大，容易导致计算出的产气速率失真。所以，有条件的话应尽量取较长的试验间隔 t来计算产气速率。
3、三比值法
根据充油电气设备内油、绝缘在故障下裂解产生气体组分含量的相对浓度与温度的相互依赖关系，从5种特征气体中选取两种溶解度和扩散系数相近的气体组成三对比值，以不同的编码表示；根据下表的编码规则和对应故障类型判断方法作为诊断故障性质的依据。这种方法消除了油的体积效应的影响，使判断充油电气设备故障类型的主要方法，并可以得出对故障状态较可靠的诊断。
比值范围编码
气体范围 C2H2/C2H4 CH4/H2 C2H4/C2H6
＜0.1 0 1 0
≥0.1～＜1 1 0 0 ≥1～＜3 1 2 1
≥3 2 2 2
编码组合
故障类型判断
C2H2/C2H4 CH4/H2 C2H4/C2H6
0 0 0 正常老化
1 1 低温过热（低于150°C）
2 0 低温过热（低于150～300°C）
2 1 中温温过热（300～700°C）
0、1、2 高温过热高于700°C 2
1 0 局部放电
1 0、1 0、1、2 低能过热
2 0、1、2 低能过热兼过热
2 0、1 0、1、2 电弧放电
2 0、1、2 电弧放电兼过热
当故障前油中已有较高含量的特征气体时，应先减去故障前就已存在的组分含量再计算比值，否则容易引起误判。特别是在计算编码组合首位的比值（C2H2/C2H4）时，更应注意这一点。因为编码组合中的首位大致决定了故障的类型，如首位为0对应的故障是过热或局部放电，首位为1对应的故障是电弧放电，首位为2对应着低能放电。变压器正常运行
结束语：无论是用产气速率法还是用其它方法进行故障判断，都要根据不同方法的特点正确应用，以免出现误判。油中特征气体的含量或产气速率在很大程度上还与设备类型、负荷情况、故障类型、内部绝缘材料的老化程度等因素有关，应结合这些情况进行综合分析。此外，还要考虑到非故障因素引起某些特征气体增长异常的情况。对于变压器中溶解气体组分含量，只要其中任何一项组分含量超标都应引起注意。但对于变压器内部是否存在故障时，不能只凭一项组分超标就判定，要根据烃类气体的总的产气速率和相对产气速率及烃类气体的三比值来分析判断。这样可以较准确地得到故障信息，如果一次试验结果不能判断，要对其进行追踪实验，必要时要和相关的电气试验数据进行综合分析判断，以保证判断的准确性。
