750kV主變故障油色譜分析與處理方法

楊璐蕾

寧夏電力公司檢修公司，寧夏銀川 750001

對750kV主變進行故障診斷時，首先我們應(yīng)按照DL/ T596—1996規(guī)定的試驗項目和順序?qū)χ髯冞M行預(yù)防性試驗。然后對各種檢測結(jié)果的進行分析。故障類型的最終確定是要通過嚴格的綜合評定的，依據(jù)不充分不予評判。實踐得出的數(shù)據(jù)表明，主變油中特征氣體含量與主變故障的性質(zhì)和程度成正相關(guān)，這也是色譜分析法的理論基礎(chǔ)。因此色譜分析法能夠即快速又高效的查出位于變壓器部件之間的問題。

1）750kv主變的故障大致可以分為3種類型，即放電型、過熱性型和絕緣受潮型

（1）過熱性故障

致使設(shè)備出現(xiàn)絕緣性能惡化的主要因素就是過熱性故障，因為過熱性故障很大程度上提高著設(shè)備的溫度，加速了設(shè)備絕緣材料老化分解的速度。過熱性故障按照里面所含的CO和CO2的多少可分為固體絕緣過熱和裸金屬過熱兩種，CO和CO2的含量高低是區(qū)別設(shè)備故障是固體絕緣過熱還是裸金屬過熱的標準。一般固體絕緣過熱是CO和CO2的含量較低，而裸金屬過熱則交高。

（2）放電性故障

放電性故障按放電的強弱可分為電弧放電、火花放電和局部放電三種，它一般是由于設(shè)備內(nèi)部放電而導致的設(shè)備的絕緣性能降低。

①電弧放電屬于高能放電。在電弧放電過程中在較短的時間內(nèi)產(chǎn)生乙炔和氫氣，與此同時，也會產(chǎn)生一定量的甲烷和乙烯。因此這種故障很難預(yù)兆而無法用色譜法進行分析；②火花放電屬于低能放電，火花放電產(chǎn)生的氣體和電弧放電一樣。它一般常見于引線和鐵心接地片接觸不良、套管未固定的套管引線、均壓圈、分接開關(guān)拔插和電位懸浮等引起的放電。它是一種間歇性放電故障；③局部放電主要因制造工藝和設(shè)備的維護的不當加之設(shè)備受潮引起，因此多發(fā)生在互感器和套管上。。局部放電時通常情況下會有氫氣和甲烷釋放出來，如果經(jīng)過一段時間之后放電能量上升到了一定的指標的時候就可能會有少量乙炔出現(xiàn)。

（3）變壓器絕緣沒有密封好，進入了多余的水分，受潮之后就會產(chǎn)生大量的氫氣，相對而言的其它氣體成分就變少了很多。在電場作用下變壓器油中芳烴含量的不同產(chǎn)生的氣體量也不同。芳烴具有很好的“抗析氣”性能，在電場作用下芳烴含量越少“抗析氣”性能越差，此時主變設(shè)備內(nèi)部就越容易產(chǎn)生氫氣和甲烷，嚴重時會產(chǎn)生蠟狀物質(zhì)；反之產(chǎn)生的氫氣和甲烷就越少，因此在分析變壓器絕緣受潮時時應(yīng)考慮該原因。

2）色譜分析法診斷故障的基本步驟

（1）分析特征氣體成分含量。所謂特征氣體含量也就是H2、C2H2、總烴的含量。當H2、C2H2、總烴中任意一個含量超出規(guī)定的20%時，可以大致判斷。若其中氫氣含量很大則很可能是由于設(shè)備進水受潮引起，若有乙炔可能是由于電弧或火花放電引起，總烴中烷烴和烯烴含量超過規(guī)定值而炔烴過小或甚至沒有的特征的狀況下，就表明可能有過熱性故障出現(xiàn)；

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（2）特征氣體產(chǎn)生速率大小做好相關(guān)的計算和記錄，然后對主變設(shè)備故障發(fā)展的速度做出相應(yīng)的評估；

（3）的分析特征氣體里的所有成分的含量。按照三比值法判斷主變故障所屬的類型；

（4）核對主變設(shè)備之前的運行數(shù)據(jù)，同時對相應(yīng)試驗進行比較分析才能得出合理的結(jié)論。

3）主變油中特征氣體含量達到注意值時設(shè)備故障分析

如何才能判斷750kV主變設(shè)備是否具有無故障，第一是要對特征氣體含量中的H2，∑CH，C2H2等關(guān)鍵性指標做好分析，然后把它與色譜分析導則中規(guī)定的注意值（表1）做出對比。

表1 正常變壓器油中特征氣體含量的注意值

特征氣體含量超標不是判斷設(shè)備故障的唯一標準，因此不能說特征氣體含量超過注意值設(shè)備就存在故障。因為當特征氣體含量超標主要因素是外界引起的，具體表現(xiàn)為基數(shù)較高，而不是設(shè)備本體故障。設(shè)備存不存在故障還應(yīng)與該主變設(shè)備的正常時數(shù)據(jù)相比較。當缺乏之前的數(shù)據(jù)時，可以采取適當?shù)臋z測周期獲得部分數(shù)據(jù)來做分析綜合判斷的材料。而判斷設(shè)備是否出現(xiàn)故障的主要方法就是看其結(jié)果有沒有在規(guī)定的注意值范圍內(nèi)。如果說分析出來的產(chǎn)氣速度大于注意值的10%就可以被斷定為有問題產(chǎn)生。

（1）注意值不受制于變壓器停運狀態(tài)，而是按照實際情況來判斷的。因此當電路發(fā)生故障時，主變設(shè)備可以緩?fù)＿\檢查；

（3）變壓器油中CO、CO2所占的比列多少直接影響到主變設(shè)備是否出現(xiàn)故障。主變設(shè)備中內(nèi)部的電氣絕緣材料，在長期運行中受各種因素影響和應(yīng)力作用，其性能逐漸發(fā)生不可逆的劣化，產(chǎn)生CO和CO2。由于CO、CO2含量及比值隨設(shè)備本身結(jié)構(gòu)、運行負荷和溫度變壓器運行年限的變化而變化。所以現(xiàn)在沒有標準化一的注意值。目前僅僅能夠大致覺得，如果開放式的變壓器的CO的含量不大于300μl/L，而且CO2/CO比值在7左右這樣的情況下，主變設(shè)備就能夠正常運行；然而對于密封變壓器來說，其中的CO2/CO比值不能大于7，主變設(shè)備才是正常狀態(tài)。

4）主變設(shè)備故障產(chǎn)氣速率判斷法

（1）實踐表明，變壓器設(shè)備出現(xiàn)故障的這一個過程完全不是一觸而就的，它的從無到有的發(fā)展是一個循序漸進的過程。因此僅有油中含有的特征氣體含量來分析設(shè)備存在的故障和嚴重性往往是很困難的。為了及時發(fā)現(xiàn)設(shè)備中存在的潛伏性故障，可以通過判斷特征氣體的產(chǎn)生速率的大小來分析是否有主變設(shè)備故障。依據(jù)業(yè)內(nèi)所公認的判斷導則我們可以知道。當相對產(chǎn)氣速率和總烴的產(chǎn)氣速率大于10%時就能證明主變設(shè)備已經(jīng)有問題產(chǎn)生了，如果說產(chǎn)氣速率沒有小于40μl/L/月則表明了主變設(shè)備受產(chǎn)生了影響力比較大的問題。然而,如果說變壓器中總烴起始含量太少的話最好不要使用這樣的方法來做判斷[2]。

（2）根據(jù)總烴含量、產(chǎn)氣速率判斷750kV主變故障的方法

①變壓器運行順利的時候總烴的絕對值不大于注意值以及其總烴產(chǎn)氣速率不大于注意值；

②總烴含量沒有小于注意值，而低于注意值的3倍以及總烴產(chǎn)氣速率不大于注意值，這樣的情況出現(xiàn)的話，說明750kV主變設(shè)備出現(xiàn)了問題，只是問題沒有擴大，所以還能夠維持運行并進行綜合性分析判斷；

③總烴不小于注意值，但低于注意值的3倍，則750kV主變設(shè)備已經(jīng)出現(xiàn)問題了，需要減短試驗間隔時間，更加密切的做好監(jiān)視工作；

④總烴不小于注意值的3倍，總烴產(chǎn)氣速率也不小于注意值的3倍的情況下就說明750kV主變設(shè)備已經(jīng)出現(xiàn)了比較大的并且處在嚴重惡化狀態(tài)的問題，此時必須馬上采取行動停用整修，最好能夠?qū)ζ渥龅跽謾z修。

5）根據(jù)三比值法分析判斷方法

通過對C2H2/C2H4、CH4/H2、C2H4/C2H6做出計算之后，選用5種特征氣體構(gòu)成三對比值，把通過統(tǒng)計分析出來的各種故障類型和相關(guān)的編碼做好對應(yīng)。

采用三比值法有以下幾個需要注意的地方：

（1）一般來說變壓器油中特征氣體含量都在標準范圍內(nèi)的話就沒有必要計算他們的比值；（2）綜合分析變壓器油中的特征氣體含量是否超過注意值，由此確定變壓器是不是存在故障，再通過分析氣體成分濃度。若此時氣體成分濃度超過其靈敏度極限值的10倍時，才可運用三比值法分析變壓器故障性質(zhì)。假如忽略了變壓器運行是否正常這樣的情況，而不顧實際的通通采用三比值法來應(yīng)付的話，完全可能造成變壓器故障誤判，這樣一來影響到變壓器的運行，帶動其他設(shè)備的停用，造成了完全因該避免的經(jīng)濟損失；（3）變壓器油中氣體含量色譜分析方法能有效診斷變壓器內(nèi)部潛伏性故障的早期存在。具體應(yīng)用中要根據(jù)故障或缺陷的不同發(fā)展階段,采用不同的分析方法,結(jié)合設(shè)備的實際運行狀況及外部電氣試驗數(shù)據(jù),充分發(fā)揮油化學檢測的靈敏性,正確評判設(shè)備狀況或制定針對性的檢修策略，提高變壓器的運行可靠性。

6）結(jié)論

通過色譜分析法可以有效的判斷變壓器內(nèi)部存在的潛伏性故障，分析出一些隱性的不利因素，這對變壓器故障的早期檢測有重要意義。只有早發(fā)現(xiàn)問題才能及時有效的采取合理的措施進行解決。實際應(yīng)用中應(yīng)根據(jù)故障的不同發(fā)展階段，實施相應(yīng)的解決措施,不能一概而論。與此同時這樣的方法要與設(shè)備的實際運行狀況及外部電氣試驗數(shù)據(jù)結(jié)合,這樣才能夠從實際出發(fā)，準確無誤的判斷設(shè)備狀況并制定相應(yīng)的檢修策略。只有通過這樣合理的措施才能有效的提高變壓器的運行可靠性。

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