气相色谱分析诊断电力变压器的内部故障
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首先看特征气体的含量。若H2、C2H2、总烃有一项大于规程规定的注意值的20%,应先根据特征气体含量作大致判断,
主要的对应关系是:
①若有乙炔,应怀疑电弧或火花放电;
②氢气很大,应怀疑有进水受潮的可能;
③总烃中烷烃和烯烃过量而炔烃很小或无,则是过热的特征。
计算产生速率,评估故障发展的快慢。
通过分析的气体组分含量,进行三比值计算,确定故障类别。
核对设备的运行历史,并且通过其它试验进行综合判断。
当任一项含量超过注意值时都应引起注意。但是这些注意值不是划分设备有无故障的唯一标准,因此,不能拿“标准”死套。如有的设备因某种原因使气体含量较高,超过注意值,也不能断言判定有故障,因为可能不是本体故障所致,而是外来干扰引起的基数较高,这时应与历史数据比较,如果没有历史数据,则需要确定一个适当的检测周期进行追踪分析。又如有些气体含量虽低于注意值,但含量增长迅速时,也应追踪分析。就是说:不要以为气体含量一超过注意值就判断为故障,甚至采取内部检查修理或限制负荷等措施,是不经济的,而最终判断有无故障,是把分析结果绝对值超过规定的注意值,(注意非故障性原因产生的故障气体的影响,以免误判),且产气速率又超过10%的注意值时,才判断为存在故障。
注意值不是变压器停运的限制,要根据具体情况进行判断,如果不是电路(包括绝缘)问题,可以缓停运检查。
若油中含有氢和烃类气体,但不超过注意值,且气体成份含量一直比较稳定,没有发展趋势,则认为变压器运行正常。
注意值是根据对国内19个省市6000多台次变压器的统计而制定的,其中统计超过注意值的变压器台数占总台数的比例为5%左右。
注意油中CO、CO2 含量及比值。变压器在运行中固体绝缘老化会产生CO和CO2。同时,油中CO和CO2的含量既同变压器运行年限有关,也与设备结构、运行负荷和温度等因素有关,因此目前导则还不能规定统一的注意值。只是粗略的认为,开放式的变压器中,CO的含量小于300μl/L,CO2/CO比值在7左右时,属于正常范围;而密封变压器中的CO2/CO比值一般低于7时也属于正常值。
实践证明,故障的发展过程是一个渐进的过程,仅由对油中溶解的气体含量分析结果的绝对值很难确定故障的存在和严重程度。因此,为了及时发现虽未达到气体含量的注意值,但却有较快的增长速率的低能量潜伏性故障,还必须考虑故障部位的产气速率。根据GB/T7252—2001《变压器油中溶解气体分析判断导则》中推荐通过产气速率大小作为判断故障的危害程度,对分析故障性质和发展程度(包括故障源的功率、温度和面积等)具有重要的意义。当相对产气速率(每运行月某种气体含量增加值占原有起始值的百分数的平均值),总烃的产气速率大于10%时应引起注意,变压器内部可能有故障存在,如大于40μl/L/月可能存在严重故障。但是,对总烃起始含量很低的变压器不易采用此判据[2]。
根据总烃含量、产气速率判断故障的方法
总烃的绝对值小于注意值,总烃产气速率小于注意值,则变压器正常;
总烃大于注意值,但不超过注意值的3倍,总烃产气速率小于注意值,则变压器有故障,但发展缓慢,可继续运行并注意观察。
总烃大于注意值,但不超过注意值的3倍,总烃产气速率为注意值的1~2倍,则变压器有故障,应缩短试验周期,密切注意故障发展;
总烃大于注意值的3倍,总烃产气速率大于注意值的3倍,则设备有严重故障,发展迅速,应立即采取必要的措施,有条件时可进行吊罩检修。
根据三比值法分析判断方法
所谓的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、C2H4/C2H6的值,将选用的5种特征气体构成三对比值,对应不同的编码,分别对应经统计得出的不同故障类型。应用三比值法应当注意的问题:
对油中各种气体含量正常的变压器,其比值没有意义。
只有油中气体各成份含量足够高(通常超过注意值),气体成分浓度应不小于分析方法灵敏度极限值的10倍[3],且经综合分析确定变压器内部存在故障后,才能进一步用三比值法分析其故障性质。如果不论变压器是否存在故障,一律使用三比值法,就有可能将正常的变压误判断为故障变压器,造成不必要的经济损失。
变压器油中气体含量色谱分析方法能有效诊断变压器内部潜伏性故障的早期存在。具体应用中要根据故障或缺陷的不同发展阶段,采用不同的分析方法,结合设备的实际运行状况及外部电气试验数据,充分发挥油化学检测的灵敏性,正确评判设备状况或制定针对性的检修策略,提高变压器的运行可靠性。
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