绝缘油色谱分析及故障诊断探讨 冯然
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试析变压器绝缘油气相色谱异常摘要:变压器是电力系统重要的电气设备,也是电力系统事故较多的电气设备,其运行状态直接影响系统的安全性水平。
为了提高供电的可靠性,及早发现变压器的潜伏性故障,加强对变压器运行状态的监控至关重要。
按照规程要求,定期对变压器绝缘油进行气相色谱试验,认真分析试验结果,能非常灵敏、有效地发现变压器内部的某些潜伏性故障。
关键词;气相色谱分析;电阻;介质损前言变压器在正常运行状态下,由于热和电的作用,绝缘油和有机绝缘材料会逐渐老化和分解,产生少量的气体(主要包括氢气、甲烷、乙烷、乙烯、乙炔、一氧化碳、二氧化碳等多种气体)。
当变压器内部发生过热性故障、放电性故障或内部绝缘受潮时,这些气体的含量会迅速增加。
对绝缘油进行气相色谱分析,就是将溶解于绝缘油中的气体从油中脱出来,再注入色谱仪进行组分和含量分析,最后依据分析结果判断是否存在故障和故障的类型。
氢气一般是在变压器高、中温过热时产生;当变压器内部进水受潮时,氢气含量也很高,但其他气体成分不会增加。
乙炔要在800℃~1200℃的温度下才能生成,当温度降低时,反应迅速被抑制,作为重新化合的稳定产物而积累。
故其一般是在电弧的弧道中产生的,与放电性故障有关。
甲烷和乙烷是在500℃的温度下生成,随着它们含量的增加,变压器常发生过热性故障。
而一氧化碳和二氧化碳的产生则是因变压器固体绝缘材料的老化或过热造成的。
对于开放式变压器,若总烃含量超过150uL/L,一氧化碳含量超过300uL/L,则设备有可能存在固体绝缘过热性故障。
一、气体含量异常的分析与应用1.1举例12005年,某电站在变压器绝缘油定期送检中,发现1#主变绝缘油气相色谱分析报告中,各种气体含量与上次相比有异常增加,见下表。
从上表看,与上次试验报告对比,氢气含量上升较多,各种碳氢化合物(甲烷、乙烷、乙烯、乙炔4种烃类气体)含量均大幅上升,总量达到700uL/L,远大于150uL/L,分析可能存在固体绝缘过热性故障。
绝缘油色谱试验中误出现乙炔的原因分析摘要:随着跨区域长距离变电工程的建设及电压等级的不断提高,输电线路的充电电容显著增大。
高压并联电抗器(以下简称高抗)用于补偿线路充电功率,抑制系统的工频暂态过电压,并限制操作过电压的幅值,保证系统安全稳定运行,在电网建设中具有关键作用。
由于高抗长期处于运行状态,其故障会严重损坏电源系统,需构建高抗运行时的检测系统,其中绝缘油健康状况的检测对评估高抗工作状态起到关键作用。
关键词:绝缘油;色谱试验;乙炔前言电力设备是重要的基础设备,电力设备的安全直接影响着千家万户的日常生活,也关系到全社会的经济发展和安全稳定。
为了解决电力设备运行的绝缘、灭弧等问题,绝缘油得到了广泛的使用。
浸油电力变压器、绝缘油输电线等电力设备都是绝缘油应用的直接产物。
绝缘油的性能关乎这些设备的安全,通过对使用中的绝缘油进行检测分析,可以对电力设备的故障进行早期的诊断。
分析绝缘油油中溶解气体成分,以判断设备早期潜伏性故障的思路,就是在这种情况下产生的。
1油中溶解气体分析的原理目前,绝缘油在油浸电力变压器中的使用大多是采用油纸组合绝缘。
当电力设备在运行中产生高温、电弧放电、火花放电等极端情况,油纸的工作性能会受到一定的影响。
绝缘油中所含有的化学成分很复杂,但基本都是由碳氢分子构成。
碳氢类分子中含有许多种类的碳氢集团,都是由C-C和C-H两种化学键组成。
当设备内部产生放电或过热的情况,这两种键就可能断裂,产生的碳氢化合物自由基与氢原子再组合,就会产生各种不同的烃类气体。
绝缘油分解的程度与其温度有关,主要分解产物为烷烃、烯烃和炔烃等烃类化合物(甲烷在低温下就能产生,而乙炔需要近千摄氏度的高温才能产生)。
能够剧烈改变绝缘油温度的主要因素就是身背故障引起的各类极端情况。
所以通过观察各类气体的产生点和最大产生速率,就可以分析和诊断电力设备在运行中可能产生的故障。
根据绝缘油种各类气体和其指标能力的不同,绝缘油中溶解气体对判断故障有价值的主要有7种:氢气(H2)、甲烷(CH4)、乙烷(C2H6)、乙烯(C2H4)、乙炔(C2H2)、一氧化碳(CO)、二氧化碳(CO2),这些气体被人们称为特征气体。
绝缘油色谱检测技术发现电流互感器内部故障的案例探讨[内容提要]目前,绝缘油色谱检测技术在我国电力系统中已得到比较广泛的应用,并取得了显著的效果。
为设备的投运前和运行中的故障诊断提供了依据,有效地预防了各类设备事故的发生。
大大提高了设备运行的可靠性。
本文探讨了新疆电网发生的一起基建阶段通过绝缘油色谱监测技术发现电流互感器内部异常的应用案例。
[关键词]绝缘油色谱检测技术;电力设备;故障诊断;电流互感器0 引言目前新疆地区的超特高压交直流混联骨干电网,东到哈密、西至伊犁、北连塔城、南延喀什,东西跨度1400公里,南北跨度1300公里,肩负着“疆电外送、疆内跨区输电、新能源接纳”三大任务,有力支撑了自治区经济社会发展。
当下电网设备运行年限逐年递增,故障率也随之攀升,因此对电网设备故障检测提出了更高要求。
绝缘油色谱技术作为一项成熟的带电检测技术,其特点是可对电气设备的内部故障缺陷及绝缘油性能做出可靠的判断,便于检修人员及时采取合理、可靠的处理措施,减少设备因内部绝缘缺陷而造成的事故停电,保障了电力设备持续可靠的进行供电。
1 绝缘油色谱检测技术1.1.色谱检测法的概念色谱法的产生,1903年俄国植物学家茨维特(Tswett)在波兰的华沙大学研究植物叶子的组成时提出了色谱法。
色谱法(也称色谱分析、色层法、层析法),是一种物理分离方法,它利用混合物中各物质在两相间分配系数的差别,当溶质在两相间做相对移动时各物质在两相间进行多次分配,从而使各组分得到分离。
1.2 色谱仪的分类和组成在色谱法中,相有两种:流动相和固定相,流动相分气体和液体。
固定相分固体吸附剂和载体涂固定液。
电力系统知内对绝缘油中溶解气体分析,常用的气相色谱仪是以气体为流动相(载气),采用冲洗法的柱色谱分离技术。
气相色谱法的一般流程主要包括三部分:载气系统、色谱柱和检测器。
2 绝缘油色谱检测技术发现电流互感器异常案例分析2.1故障概述根据750kV某变电站基建现场试验调试进度,对2号主变压器66kV侧电流互感器开展耐压前的绝缘油色谱化验工作,化验结果发现三相本体总烃含量超标24.773μL/L、23.491μL/L、30.430μL/L,超过了GB50150-2016《电气装置安装工程电气设备交接试验标准》第7.0.2条规定:总烃含量应不超过10uL/L的要求。
绝缘油色谱试验判断变压器故障摘要:针对变压器故障,采用绝缘油色谱试验来诊断,能够准确的判断隐藏故障,有着较强的应用效果。
基于绝缘油色谱分析,从变压器异常情况分析,制定设备检修方案,进而避免发生重大安全事故。
在实际应用的过程中,需要结合实际情况,进行问题分析,准确的判断气体含量与组分等,及时排除变压器故障。
关键词:绝缘油;色谱试验;变压器;运行故障随着智能电网快速发展,使得变压器被广泛的应用,其作为核心部件,若发生运行故障,则会影响电力系统运行的安全性与可靠性。
基于此,加强变压器故障检测研究,有着必要性。
从故障检测实际效果来看,绝缘油色谱试验技术的应用,能够准确的分析故障,避免设备被损坏。
1 变压器故障类型从电网运行故障来看,变压器故障主要包括过热故障、放电故障等,变压器发生运行故障后,会产生各类气体,放电故障发生后,主要产生甲烷与乙烯等气体,变压器过热故障可以通过分析CO与CO2,进行故障类型诊断。
变压器故障主要特征气体为氢气,利用绝缘油色谱试验,能够准确的判断故障情况。
2 绝缘油色谱试验诊断变压器故障2.1 油色谱分析原理电力系统中设置的变压器,多数为油浸变压器,若设备存在隐藏故障,则油纸会出现烃类气体,若变压器故障,则绝缘油会产生局部放电,加之热作用,使得变压油被分解,形成不同气体,溶解于变压器油内。
基于此,通过绝缘油含量变化情况,可以诊断出变压器故障,采用油色谱分析法,进行色谱分析,进而明确故障情况。
2.2 常用的诊断方法常用的诊断方法如下:1)特征气体法。
变压器油主要为矿物绝缘油,主要是碳氢化合物,受到放电或者热作用,使得C-H键与C-C键断裂,形成氢气与烃类气体,因为释放的能量不同,所以产生不同类型的气体,乙烯通常在500℃条件下生产,乙炔通常在800-1200℃条件下生产。
基于此,在进行故障诊断时,可以按照气体含量来诊断。
2)三比值法。
此方法的应用,主要是根据特征气体的比值,按照编码规则,进行故障类型分析,按照电力行标《DL/T722-2014》或者其它标准,作为诊断参考。
探究变压器油色谱分析及故障判断摘要:变压器在电力输送过程中扮演着非常重要的角色,起到了非常重要的作用,所以变压器的安全问题与电网的安全息息相关,所以可以利用色谱分析来对油色的变化情况来对变压器故障种类进行判断,确保变压器故障能够得到及时修复,保证电网安全、稳定的运行。
关键词:变压器;油色谱;故障判断一、变压器油色谱分析的原理变压器油本身是一种矿物质油,它是通过对石油进行分离而得来的。
变压器油里含有一些有机绝缘材料和矿物绝缘油,是一种绝缘性油,在变压器的运行中起着重要作用。
在变压器正常运行的过程中,绝缘油和固体绝缘的老化现象其实属于正常的消耗问题,这属于正常现象。
但是在使用过程中,随着油和固体绝缘体的磨损、逐渐老化、变质,会分解出少量的气体,这些气体主要由H2(氢气)、CO(一氧化碳)、CO2(二氧化碳)CH4(甲烷)、C2H6(乙烷)、C2H4(乙烯)、C2H2(乙炔)这七种组成。
在变压器正常运行的时候,由于正常磨损、老化问题,逐渐的会产生少量的这些气体,但是如果当变压器内部出现问题,有故障时产生的这些气体就会增多。
不同的气体如果增多的量不同的话,那么变压器故障的原因就会不同,因此我们就可以对变压器油进行色谱分析,再根据产生的气体的组成,还有所占的成分比例来判断变压器的故障原因和程度或者变压器绝缘老化的程度。
油色谱分析法除了在变压器出现故障后,对变压器进行故障判断外,油色谱分析法还可以对变压器进行故障预防。
电力运行部门可以通过定期对变压器油检查其产生气体的成分和含量来对预防变压器内部潜伏性故障的出现,判断是否会危及变压器的正常运行,如果发现故障,也可以及时解决,做到早发现、早解决,防患于未然。
二、变压器的故障种类2.1关于变压器温度过高所导致的故障种类变压器在进行正常工作的过程中,将会出现一些列的工作问题。
以下主要是对变压器所出现的以下问题进行分析。
对于变压器来说,主要是属于电力设备的带电工作及其,由于在变压器进行正常运行的过程中如果出现负荷电流过大,那么将会导致变压的温度出现升高,并且在温度出现升高的同时,将会对其变压器的内部构件带来一定程度的损害,进而导致变压器的正常工作,比较常见的变压器温度过高主要是有着裸金属过热以及绝缘固体过热等情况。
绝缘油色谱试验判断变压器故障摘要:当前普遍使用的变压器为油浸式变压器,油浸变压器是电力电网系统中极其重要的设备,对整个电力系统的持续稳定运行起到至关重要的作用。
其绝缘性能又直接影响变压器的使用寿命和运行状况,对油浸变压器的绝缘性和后期维护进行全面掌握有助于电力系统的持续运行和供电安全,而色谱分析是诊断变压器故障的一种有效方法。
本文举例说明绝缘油色谱分析在变压器故障判断中的应用,希望能够及时排除主变压器故障,保证设备安全、稳定运行,提高供电可靠率。
关键字:绝缘油色谱试验;变压器故障1变压器故障分析1.1故障条件下产气种类当变压器处于正常操作状态下,且当油中气体含量,与空气溶解平衡后,此时变压器油中含气成分,包括30%含量的氧气、70%左右的氮气、0.3%左右的二氧化碳,以及少量的烃气、甲烷、乙烷、乙烯、乙炔、一氧化碳、二氧化碳气体。
同时在电、热故障点温度增加的情况下,特征气体会按照一定键能顺序产生,以上几种气体的排序,就是产气顺序。
1.2故障类型变压器内部故障,主要体现为热故障、电故障两种故障类型。
其中热故障,主要产生以烃类气体,故障类型包括150℃、300℃以下的低温过热;300℃到700℃之间的中温过热,以及700℃以上的高温过热故障。
其中没有超过150℃的低温过热,表现为超负荷导致的绝缘导线温度升高;而超过150℃以上热故障,表现为开关触头、铁芯接地、铁芯短路、电导体过流、电导体焊接、漏磁集中、冷却油道堵塞部位等故障。
而电故障,主要产生氢气、甲烷和乙炔气体;故障指变压器的放电行为,包括电弧放电、火花放电、局部放电。
其中电弧放电故障,多会突然发生剧烈的放电现象,使其继电器出现跳闸动作。
其中火花放电故障,时常发生在导线连接不良位置,表现为间歇性频繁放电,使其气体继电器,发生产气报警动作。
而局部放电故障,放电形式外部表现不明显,且长时间的低能量放电。
当变压器的绝缘材料,出现老化现象时,主要产生一氧化碳、二氧化碳气体;当其内部受潮时,会产生氢气。
绝缘油色谱试验方法探讨与浅析1裴国利1韩显文1王利2国网蒙东赤峰供电公司内蒙古赤峰市0240001内蒙古龙源蒙东新能源有限公司内蒙古赤峰市0240002摘要:在电网运行过程中,电力变压器的作用在于确保电力传输的可靠度,同时还要保证电力传输的连续不断。
电力变压器日常检测手段较多,变压器油中溶解气体测试是诊断变压器故障最为有效的方法之一。
本文主要探讨电力变压器绝缘油中溶解气体试验方法,如何获得较为准确的试验数据,基于此为电力变压器日常运维提供保障.关键词:电力变压器;色谱仪;自动进样装置一、电力设备绝缘油色谱试验的相关概念目前绝缘油中溶解气体分析采用的气相色谱法,该方法是一种先分离后检测的分析方法,因此对其他分析方法无法分析的极其复杂的多组分样品,可同时获得每—组分的定性定量结果。
这是因为以气体作流动相时,组分在气相中传质速度快与固定相相互作用的次数多。
另外,目前可供选择的固定液种类繁多,不下千种,检测手段齐全、灵敏度高、选择性好,可供选择的商品检测器有十种以上,每一种检测器可以适于检测不同种类的化合物。
概括起来讲气相色谱法具有高效能、高选择性、高灵敏度、分析速度快、样品用量小、定性重复性好、定量精度高、设备简单、易实现自动化及应用范围广等优点。
色谱仪是色谱分析过程中的重要环节,它担负着对样品的分离、检测,同时还对仪器的辅助部分如气路、温度等进行精密控制,它的质量好坏将直接影响分析结果的准确性绝缘油色谱监测系统即色谱仪主要包括载气系统、气路控制系统、进样系统、色谱柱、柱箱、检测器、温度控制系统、数据记录与处理系统等部分。
一、载气系统气源的选择:气源是气相色谱仪载气和辅助气的来源,它通常由气体发生器,空气泵,高压气体钢瓶以及减压阀(氧表)等组成。
气相色谱仪对载气和辅助气的主要要求如下:1、惰性(不与样品或固定相发生化学反应),无腐蚀性,在200℃~400℃内不分解;2、气体的扩散性小,以提高柱效率;3、易得到,并且易纯化;4、能满足检测器要求。
绝缘油色谱分析误差的原因及改进方法的研究摘要:依据笔者多年色谱分析工作经验,对绝缘油色谱分析过程中油样采集、振荡脱气、进样分析、定性定量及分析仪器本身等可能的误差来源进行了分析。
根据分析结果,对绝缘油色谱分析的过程提出了一些改进意见和方法,通过采取一些针对性的措施,能大大降低油色谱分析结果的偏差率。
关键词:绝缘油;色谱分析;油气分离;注射器;偏差率电网是社会发展的重要基础设施,变压器是电网中的关键设备,变压器的故障将会带来严重的电网故障,气相色谱分析法是电力变压器等充油电气设备日常运行过程对设备潜伏性故障监督判断的重要方法之一。
通过对充油设备绝缘油中溶解特征气体含量的分析,可以间接判断设备的绝缘状态。
从而容易在故障发展的早期发现设备运行的缺陷,及时处理。
GB/T 17623-2017《绝缘油中溶解气体组分含量的气相色谱测定法》中对分析结果的重复性和再现性有明确的要求。
但在实际分析过程中往往超出了标准中的要求。
误差产生的原因是多种多样的,它存在于整个分析过程中。
色谱分析结果是一个系统分析结果,一般的实验室色谱分析过程包括:现场油样采集、样品体积定量、加入洗脱气、震荡脱气、样品气转移、样品进样、色谱分析、数据分析修正等环节。
下面对诸多环节逐一进行分析。
1、取样误差按照GB/T 7957-2007《电力用油(变压器油汽轮机油)取样方法》中对样品采集过程做了详细的要求,在实际操作过程中,绝大多数都能按规程操作。
这里仅仅对容易忽略的问题进行分析。
标准里面推荐的取样容器有两种,一种是500mL~1000mL磨口塞试剂瓶;一种是100mL玻璃注射器。
采用试剂瓶取样有诸多弊端,应该逐渐淘汰。
首先采用试剂瓶取样,无法做到全密封取样,只能让油直接流进瓶子里,在油流进瓶子的过程和空气充分接触油中的特征气体会逸散。
造成样品失真。
其次试剂瓶往往不能装满,上部留有空间,运输过程中油中的特征气体会随着震荡和顶部的空气进行溶解平衡,盖上瓶塞后,随着油的温度变化,顶部会产生负压进一步加速样品的脱出,造成样品失真。
变压器绝缘油色谱分析异常的技术探讨摘要:电力系统的枢纽设备是电力变压器,电网的安全运行与变压器的运行状态紧密相关。
提高供电可靠率,必须保证变压器的安全运行,技术过硬、产品质量高是选择变压器必须考虑的因素,提高变压器的运行、维护、检修水平也是变压器安全运行不可或缺,故障诊断技术为变压器的运行管理提供了一种有效的手段。
鉴于此,本文主要分析探讨了变压器绝缘油色谱分析异常的技术,以供参阅。
关键词:变压器;绝缘油;色谱分析引言变压器是电力系统的主要设备之一,保证变压器的安全可靠运行,对提高电力系统的供电可靠性具有十分重要的意义。
在现代电力工业的设备运行和维护中,要求在电厂或变电站运行的关键变压器上按周期进行故障气体分析,特别是发现有异常的变压器,需要进行局部放电、绕组变形等多种项目的检测。
因此,提高供电可靠率,必须保证变压器的安全运行,技术过硬、产品质量高是选择变压器必须考虑的因素,提高变压器的运行、维护、检修水平也是变压器安全运行不可或缺,故障诊断技术为变压器的运行管理提供了一种有效的手段。
1利用色谱分析故障的原理变压器的设计原理中,绝缘工作的设计主要是通过变压器油和绝缘材料来进行,变压器油加上特殊的绝缘材料,能够在变压器的正常工作中,有效地对电流进行绝缘,维持变压器内其他部件的正常工作。
而变压器油是从石油原油中分离出来的一种油质,因此,变压器油也包含了石油的构成元素烷烃、环烃族饱和烃等化学有机物。
变压器在正常的工作过程中,内部的电流转换等化学反应会对变压器油的化学性质产生一定的改变。
变压器处于运转工作时,变压器油和相关的绝缘材料会因为受到变压器工作的影响会产生一定的性质变化,原有的化学性质遭到破坏。
在这个过程中,变压器油会因为受热度增高而产生一定的化学反应,原本的化学构成元素因为受外界作用而发生改变,分解出一些气体。
变压器油因为化学性质的改变而产生出了一定的气体,这些气体在变压器油中溶解与油质结合以后,会使变压器油的色谱发生一定的改变,呈现出异样的颜色,尤其在变压器中出现故障时油质颜色变化的最剧烈。
绝缘油中溶解气体含量分析及故障诊断探究摘要:电力变压器是电网主要的设备之一,其安全的运行和整体电力体系的安全性有着密切的关系。
现阶段,各类充油设备绝缘油中溶解性气体分析方法,可以快速的分析并诊断出该设备所存在的故障。
本文对绝缘油中所存在的溶解性气体以及对应故障诊断展开了全面的讨论。
关键词:绝缘油;溶解气体;含量分析;故障诊断0 前言因为较大型号电力变压器,电抗器以及其余设备各个方面都会出现相应的设备性故障,这些设备故障会对电网的安全运行造成极大的影响。
想要保障变压器等各个设备安全操作,国内外有着诸多不同的检测方式,本文分析了变压器绝缘油中溶解气体含量以及相关故障诊断,并对相关分析方式提出有效的建议。
1 变压器绝缘油溶解气体及内部潜在故障的关系油浸式变压器绝缘最关键的是变压器的绝缘油以及固体型绝缘材料。
利用绝缘油对变压器浸渍、保护并填充绝缘气泡,便于预防外部空气以及湿气的影响,确保相关绝缘的可靠性。
对应的矿物绝缘油是经过石油提炼出的液体型绝缘物质,其是各类化学物质组合形成的混合物质,并且这些成分的各项性能稳定。
相关的变压器固体绝缘物质在不断的运行过程中,会直接受到温度以及水分和氧气、油老化所生成的酸性物质,以促使对应的纤维性材料出现水解、热解以及氧化性降解等现象,以造成对应的物理化学性能出现劣化。
2 气体含量检测方式2.1 气相色谱法所谓的气相色谱法是指利用较为平衡的气体作为相应的载体,通过气体固定性以及流动性之间配比参数所存在的差别,并在两者之间展开相对运动,被测试的气体会在两者之间开始出现多次分配的情况,以便于致使被测试的气体构成获得一定程度的分离。
现阶段,相应的溶解性气体的绝缘油色谱分析已被广泛的应用于电气设备绝缘事故的检测中,最终的色谱分析结果可以很好的判定对应变压器及充油设备内部绝缘状态。
2.2 色谱分析故障分类(1)热性故障。
在同一个导电回路中,若是相关的攻丝出现了开关接触不良的现象,对应的引线焊接或者是接触不良,低压绕组库存的漏磁焊接接头存在的平衡所导致的电势差以及涡电流或者是串路与短路;在同一个磁路中,若是相关的短路铁心出现了多出接地的状况,漏磁或者是主磁通在相关部分所造成涡电流的加热。
主变压器绝缘油色谱异常及故障处理研究摘要:电力系统的建设是当前我国现代化建设中的关键内容,电力系统的建设会直接影响到我国的经济社会发展和人们的正常生活,尤其是目前电力已经成为了人们生活中应用最为普遍的能源,所以进行电力系统的建设和运行管理已经成为了我国十分重要的基础建设工作。
在电力系统的构成中,主变压器是最为核心的设备,主变压器的主要作用是对电力系统的电压进行协调,保证电压的稳定性,促进电力系统的安全稳定运行,但是在实际运行的过程中却发现,主变压器经常会出现绝缘问题,绝缘问题会引发绝缘油的色谱异常,还会带来其他故障。
所以本文就对主变压器的绝缘油色谱异常问题进行分析,并探究其故障处理的有效措施,保证主变压器的安全稳定运行。
关键词:主变压器;绝缘油;色谱异常;故障处理在我国的电力系统中,主变压器是极为核心的设备,主变压器对于系统的运行质量和稳定性会产生重要影响。
主变压器在运行的过程中,绝缘问题时常发生,造成绝缘问题的原因是多方面的,但是一旦出现了绝缘问题,那么变压器的绝缘和散热材料就会在内部发生化学反应,从而分解出气体,而这些气体会与主变压器的绝缘油发生反应,使得绝缘油内气体含量变化,最终导致色谱出现异常。
所以及时对主变压器的绝缘油色谱进行分析,能够快速发现绝缘问题和故障,这对于保证主变压器的安全稳定运行十分重要。
所以要求企业必须要加强对主变压器绝缘油的色谱异常问题分析和故障处理。
一、主变压器绝缘油色谱异常的主要原因1、绝缘局部放电电力系统的主变压器是一个十分复杂的设备,其内部具有很多的绝缘结构,而由于主变压器的功能和运行环境的特殊性,所以对于绝缘结构的绝缘性能有着比较高的要求。
在这种情况下,这种放电问题如果不能及时解决,那么就会给其周围的其他构件和设备带来巨大的损害,也会给变压器本身的质量和性能造成影响,严重的甚至导致变压器烧毁,给整个电力系统的运行带来巨大危害。
2、导电结构局部过热主变压器在运行的过程中,导电结构是最为常见也最为基础的结构,主变压器本身内部的金属结构和导电结构就比较多,主要是为了方便进行电流和电压的调节,这些金属构件在使用的过程中很容易出现发热的情况,这属于一种正常现象,但是如果发现金属构件的某一导电结构出现了局部过热的情况,那么就会给该导电结构的性能和质量带来很大影响。
绝缘油色谱分析及故障诊断探讨摘要:绝缘油防控了异常形态的外在干扰,选取优良的绝缘油是应当注重的。
针对绝缘油,采纳了色谱分析以此来探测油液的色谱特性,提升绝缘油本身的质量。
本文主要对提高绝缘油色谱分析判断准确率进行分析探讨。
详细介绍了绝缘油油中溶解气体色谱分析方法以及“三比值”判断法,并以220 k V 外海变电站主变和新会双水发电厂主变的故障诊断为例进行分析,最后总结了应用特征气体的“三比值”法时必须加以注意的几个问题。
关键词:绝缘油;色谱分析;故障诊断前言绝缘油是由许多不同分子量的碳氢化合物分子组成的混合物。
由于设备故障与油中溶解气体相对含量之间的关系较复杂,单凭色谱分析结果判断故障的确切部位是不现实的,还应综合电气试验、检修、运行、负荷、附属设备等各方面的情况,具体问题具体分析,根据其变化规律,才有可能预测故障的确切部位及其故障的严重程度,对保障电力设备的安全稳定运行起到积极作用。
一、绝缘油的价值电力系统配有日常可选用的绝缘油,这种油液被留存至指定好的用电设备。
从总体来看,绝缘油可确保常规的电力构件性能,防控缓慢的装置磨损。
由此可见,电力绝缘油拥有自身的必要价值。
首先,作为绝缘材料,电力绝缘油首先可用作绝缘,防控电荷的伤害。
从绝缘特性看,运转状态下的各类设备都会附带电荷。
添加了绝缘油,是为防控某一时点的电流及电压击打因而损毁外在表层。
这是由于,电力设备有着本身较高的运转负荷,绝缘油含有优良的绝缘特性以此来妥善防控外在的流通电流[1]。
这样做,防控了过载态势的设备被损毁,有序保护系统。
高峰耗电期内,若突发了某一故障则会减低总体架构内的绝缘特性,减弱根本的内在性能。
涂抹绝缘油液以后,额外负荷即可被减低,由此也避免故障。
其次,绝缘油可用作冷却。
电力体系预设了高低温彼此的互换,针对这种流程增添绝缘油品,冷却了原本的电力体系。
经过油液的冷却,慎重防控了超标情形的设备运转,限定了最合适的温度。
润滑油添加了某比值的抗氧剂,依照设定好的比例着手调配了油液。
绝缘油的色谱分析摘要:介绍了变压器绝缘油气体组分含量测试的新方法及其在的实际使用情况,分析光声光谱测试技术的原理、仪器和测试效果,并根据使用经验给出了评价和建议。
关键词:变压器;绝缘油;色谱分析;光声光谱一.变压器油的产气原理及影响因素1.变压器的绝缘油因过热或空气的混入,以及局部放电等原因而发生氧化,因而造成击穿电压的降低。
另外水分混入以后,绝缘油的固有电阻以及击穿电压也会降低。
(1)氧化的影响绝缘油,其主要成分是碳氢化合物。
在热、机械应力、氧、水分及铜、铁等金属的作用下,这些碳氢化合物将发生化学变化,这些游离基通过复杂的化学反应最终生成氧化物,如:酸、脂、油泥、水等。
除此之外,还会生成一些气体,如:低分子烃类气体、氢气及少量的一氧化碳、二氧化碳等。
在这一过程中,氧气是参加化学反应的基本因素,而水分、铜、铁是主要的催化剂,电、热、机械应力则起到了加速反应的作用。
(2)温度的影响当变压器油加热到高温时,分解气体的概况如图1所示。
图1绝缘油高温分解产气体二.根据产生气体进行故障分析绝缘纸/纸板分解的主要产物是一氧化碳和二氧化碳,其形成量随氧含量和水分含量的增加而增加。
在相同的温度下,绝缘纸/纸板劣化产生的一氧化碳、二氧化碳远比油劣化所产生的量大,因此油中一氧化碳、二氧化碳气体主要是反映绝缘纸/纸板劣化的指标。
利用油中溶解气体分析进行设备内部故障判断的原理正是基于绝缘材料的这种产气特点。
不同的故障,由于故障点能量不同、温度不同以及涉及的绝缘材料不同,其产气情况也不同即不同的故障具有不同的特征气体。
具体如表1所示:表1不同故障类型所产生的气体故障的类型主要的气体成分次要的气体成分油过热4CH 、22C H 2H 、26C H 油及纸过热4CH 、22C H 、CO 、2CO 2H 、26C H 油纸中局部放电2H 、4CH 、22C H 、CO 2CO 、26C H 油中火花放电2H 、22C H 油中电弧2H 、22C H 26C H 、4CH 、24C H 油纸中电弧2H 、22C H 、CO 、2CO 26C H 、4CH 、24C H 受潮或油有气泡2H 因此分析各种气体的目的就有差别,如表2所示:表2分析某气体成分的主要目的组分分析该气体的主要目的2O 了解密封、脱气情况;过热严重时2O 少2H 了解热源温度、有无受潮、局部放电CO 了解固体绝缘有否分解2CO 了解固体绝缘的老化或温度是否过高26C H 、4CH 、24C H 了解热源温度22C H 了解有无放电或高温热源三.绝缘油色谱分析检测的过程及步骤连接好设备,打开光源和光栅光谱仪的电源,在计算机上运行驱动软件,即可进行试验了。
主变压器绝缘油色谱异常原因原因分析及建议摘要:电力变压器作为电力系统中最为关键的设备之一,承担着电能分配、传输以及提供电力服务的功能。
本文结合工程实例,针对变电站主变压器的绝缘油色谱异常原因进行研究分析,提出了相关改进措施及建议,以确保主变压器能够安全运行,为同类工程提供参考借鉴。
关键词:主变压器;油色谱;故障;改进措施在主变压器运行过程中,通过对绝缘油和固体绝缘材料分解出并溶解于油的气体进行气相色谱分析,是检验主变压器是否发生故障的方法。
根据主变压器油色谱异常情况,能够尽早发现设备内部是否存在潜伏性故障,判断出故障原因和性质,以便及时处理,有效防止大型电力变压器的发生事故,从而确保设备安全运行。
1 故障情况1.1 变压器吊罩前测量试验某110kV变电站2号主变压器为2007年7月生产,2007年9月投运,型号为SFSZ10-50000/110,编号为2007TM08。
2012年11月30日例行油色谱试验发现乙炔含量、总烃值比之前显著增高,此前周期油色谱监督均显示合格。
当日红外带电测温未见异常,调取上周期高压带电测试和停电试验数据也无异常。
2012年12月3号至8号的变压器油色谱试验数据,见表1,结果显示乙炔含量和总烃值都呈增长趋势。
根据测试数据初步判断2号主变压器内部有局部放电缺陷。
此种状态下波纹膨胀器感应到的是一个负压力,长期考验主变压器内部的密封性能。
相比而言胶囊式膨胀器则不会出现这种情况。
因为胶囊本身指示的是油的实际位置而不是运行温度,在自然没有压力的状态下油位窗指示为0刻度,这说明主变压器只要保障储油柜内有油本体内就不会出现负压状态,只有在油收缩下降过程中短暂出现负压力,主变压器本体内部不会形成长期的压力负担,绝少发生此类内漏缺陷。
综合考虑分析认为:此渗漏故障发生在北方低温的12月份,所属地区刚刚经历降雪降温,环境温度都在20℃以下,主变压器本身一直是处于负压运行状态。
当地白天最高气温为20℃,夜间最低气温为-15℃,昼夜最高温差达35℃;再加上当地区县工厂负荷的大幅波动,致使主变压器的运行温度每天都经历电梯式的变化过程,金属波纹膨胀器犹如手风琴式的拉伸运动,主变压器内部受到的正负压力差达到相当量级的牛顿力度。
绝缘油色谱分析及故障诊断探讨冯然
摘要:目前,电力企业大多使用油浸式变压器,绝缘纸作为绝缘材料,当设备
内部发生故障时就会产生一些可燃气体,而油对这些气体有一定的溶解能力,因
此我们通过分析油中各种气体的含量可以判断变压器是否存在故障,以及故障类
型及发展趋势。
关键词:绝缘油色谱;故障诊断;探讨
前言
绝缘油气相色谱分析技术是检测变压器潜伏性故障的有效手段,本文介绍了
绝缘油气相色谱技术在故障分析中的应用,以提高工作效率,确保电力企业的高
效率运行,促进电力企业更为长远的发展。
1绝缘油色谱异常原因
1.1绝缘中存在局部放电
主变压器绝缘结构具有一些缺陷,如果外施电压达到一定强度,绝缘结构会
发生放电现象,这种现象只在绝缘结构局部发生,即所谓的绝缘结构局部放电。
这种放电现象,并不能立即对主变压器造成巨大损害,相反,它是对主变压器绝
缘结构的一种缓慢侵蚀,当这种侵蚀达到一定程度时,就会产生质变,使主变压
器烧毁[1]。
1.2导电部件局部过热
主变压器内部有许多金属部件,这些金属部件接触不良会严重影响主变压器
散热,即通常所称电阻异常型过热时间。
导电部件局部过热,会增加导电回路尾
部电阻,损耗与电阻之间属正比关系,接触电阻与接触压力成反比关系,金属部
件之间的接触电阻增大会使接触压力减少,从而增大接触部位的发热量,产生高温,如果这种高温状态一直持续,达到一定程度,往往会使主变压器烧毁。
1.3潜油泵故障
潜油泵的主要作用是强迫变压器内的油进行冷热交替循环,潜油泵的油流主
要通过油流继电器进行监视。
潜油泵用在强油循环变压器,油流继电器对潜油泵
工作情况进行监视,强油循环冷却是大型变压器大多采用的冷却方式,潜油泵出
现故障,变压器内油就不能完成有效循环,影响散热,造成过热故障,影响变压
器主绝缘寿命。
2油中溶解气体分析和故障诊断
2.1特征气体法
变压器油大多采用矿物绝缘油,其主要成分是碳氢化合物,由于放电或过热
可以使某些C-H键和C-C键断裂,断裂后这些自由基会重新结合形成氢气和低
分子烃类气体,根据释放的能量不同产生的气体不同,乙烯一般在500℃下生成,乙炔一般在800℃-1200℃的下生成,因此,变压器在不同故障时放热能量不同
产生气体也不同,我们可以通过特征气体的含量来判断变压器的故障类型。
通常
变压器故障分为三种:过热、放电和受潮,各种故障产生的气体也各不相同。
过
热故障:油过热时产生气体主要是甲烷和乙烯,一般二者之和占总烃的80%以上,涉及到固体绝缘过热时除产生甲烷和乙烷外还会产生较多的一氧化碳和二氧化碳,且CO/CO2的比值会随过热温度升高而升高;放电故障:(1)电弧放电,主要特
征气体为乙炔和氢气,其中乙炔占总烃的20%-70%,氢气占氢烃的30%-90%;(2)火花放电:主要特征气体为乙炔和氢气且总烃含量不会很高;(3)局部放电:主要特征气体为氢气和甲烷,其中氢气占氢烃的85%以上;受潮故障:主要
特征气体为:氢气,受潮故障如不及早发现会发展成放电性故障[2]。
2.2特征气体产气速率法
产气速率对反应变压器故障的存在、发展趋势更加直接。
因此,考查产气速
率不仅可以进一步确定故障的有无,还可以对故障的性质做出初步的估计。
一般
使用两种计算产气速率的方法来判断故障的发展趋势:(1)总烃绝对产气速率;每个运行小时产生总烃组分体积数的平均值;(2)总烃相对产气速率:每个月
总烃含量增加的百分数的平均值[3]。
2.3比值法
三比值法是根据五种特征气体CH4、H2的比值对应相应的编码规则,根据编
码组合分析判断故障类型的方法,三比值法的编码规则和判断方法可参照国标《GB-T7252-2001》或电力行标《DL/T722-2014》。
在应用三比值法时注意事项:(1)只有根据各组分含量注意值或产气速率注意值判断可能存在故障时才
能进一步用三比值法判断其故障的类型,对于气体含量正常的设备,比值没有意义。
(2)对多种故障的联合作用,可能找不到相对应的比值组合,此时应对这
种不典型比值组合作具体分析,从中可以得到故障复杂性和多重性的启示。
(3)应注意设备的结构与运行情况,例如对自由呼吸的开放式变压器,由于一些气体
组分从邮箱的油面上逸散,特别是氢与甲烷。
因此,在计算比值应作适当修正。
(4)特征气体的比值,应在故障下不断产气进程中进行监视才有意义。
如果故
障产气过程停止或设备已停运多时,将会使组分比值发生某些变化而带来判断误
差[4]。
3故障处理分析
色谱分析是诊断变压器故障的一种有效方法。
对主变压器的故障,应当根据
具体问题,进行具体分析,油色谱分析法,是将主变压器内的绝缘油放在实验室
进行气体色谱分析,精确度高,抗干扰性强,能够对绝缘油内的气体含量、组分、产气速率等进行准确评判,根据故障判断制定针对性的检修侧率,及时排除主变
压器故障,保证设备安全、稳定运行,提高供电可靠率。
3.1色谱分析诊断基本程序
如果变压器出现故障,变压器中的油就会分解出各种气体,不同的故障所分
解出的气体的种类和含量不同。
通过对变压器油中的所含各种气体的种类和含量
进行检测,就可以判断变压器可能存在的故障的类型。
这个方法非常科学,也是
最方便、最有效的故障判别方法。
检测主变压器内气体含量。
对H2、总烃的含量进行检测,如果H2含量过高,主变压器可能是因为进水受潮发生故障,如果乙
炔含量过高,会导致主变压器内部产生局部放电现象,总烃中烷烃和烯烃含量过
高会造成主变压器过热。
3.2气体速率的注意值
主变压器发生故障,绝缘油的产气速率也会发生相应变化,分析主变压器的
故障,应从气体浓度与产气速率方面进行综合考虑。
绝对产气速率与相对产气速
率是主变压器内部产气速率的两个类型,相对产气速率有较大缺陷,尤其是在气
体浓度不大时,容易导致对主变压器故障误判。
主变压器采用开放式油枕绝对产
生速率为:0.25ml/h,采用隔膜式油枕绝对产气速率为0.50ml/h。
不论是开放式
还是隔膜式油枕相对产气速率均为10%/月。
主变压器绝缘油分解的气体中,氢气产气速率难以确定,这是氢气本身特性决定的,当前色谱分析对氢气的检测缺乏
准确性。
3.3乙炔的含量及注意值
对正常运行的变压器进行检测,如果发现气体中有乙炔,则变压器可能内部
可能产生放电性故障,绝缘油注意值导则中,并没有对乙炔的产气速率进行规定。
乙炔气体含量大小并不是判断故障严重性的标准,有的时候,乙炔气体产气速率小,但是变压器内部故障严重,必须进行紧急处理。
正常运转的变压器中,不应
有乙炔气体,如果一旦检测出乙炔,则必须重视主变压器运行状态,计算乙炔的
产气速率,有利于准确分析变压器内部可能产生放电性故障的部位。
结论
在实际应用中,大部分故障是潜伏性的。
因此,在确定设备存在故障后,要
根据故障的危险性、设备的重要性及负荷要求等情况,合理处理故障。
实践证明,利用色谱法进行绝缘油中的溶解气体含量分析,对于早期预报与判断故障性质、
部位、严重程度以及采取处理措施都具有重要作用。
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