油色谱分析诊断变压器重大缺陷及故障原因
来源：中国电厂化学 作者：佚名 发布日期：2008-6-4 18:37:34
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370胡少华皮湘鄂（湖北华电青山热电有限公司生产技术部，湖北华电青山热电有限公司电气分场，湖北武汉青山区苏家湾430082）[摘要]实际工作中，通过变压器油色谱跟踪分析并结合高压试验与运行工况的状态诊断方法，准确地判断主变故障，并进一步确定部位，分析故障产生原因，使检修工作有的放矢。[关键词]变压器，色谱分析，诊断，过热性故障0前言目前，油浸变压器大多采用油纸组合绝缘，当变压器内部发生潜伏性故障时，油纸会因受热分解产生烃类气体。由于含有不同化学键结构的碳氢化合物有着不同的热稳定性，所以绝缘油随着故障点温度的升高依次裂解生成烷烃、烯烃和炔烃。每一种烃类气体最大产气率都有一个特定的温度范围，故绝缘油在各不相同的故障性质下产生不同成分、不同含量的烃类气体。因此，变压器油中溶解气体的色谱分析法，能尽早地发现充油电气设备内部存在的潜伏性故障，从而提出相应的反事故措施。如能否继续运行，继续运行期的技术安全措施和监视手段，又或者是否需要内部检查修理等,是监督与保障设备安全运行的一个重要手段。变压器出现故障时，绝缘油裂解产生气体，只有当油中气体饱和后，才能从瓦斯继电器反映出来。用色谱分析法判断变压器内部故障，可以直接从绝缘油中分析各特征气体浓度的大小来确定变压器内部是否有故障。由于气体的扩散，使绝缘油在故障变压器内不同部位特征气体浓度不同。应用气体扩散原理，在故障变压器的关键部位抽取油样，分析各个取样点的气体浓度，判断变压器内部故障部位。1色谱法判断故障的常用方法1.1按油中溶解的特征气体含量分析数据与注意值比较进行判断特征气体主要包括总烃(C1～C2)、C2H2、H2、CO、CO2等。变压器内部在不同故障下产生的气体有不同的特征，可以根据绝缘油的气相色谱测定结果和产气的特征及特征气体的注意值，对变压器等设备有无故障及故障性质作出初步判断。1.2根据故障点的产气速率判断有的设备因某些原因使气体含量超过注意值，不能断定故障；有的设备虽低于注意值，如含量增长迅速，也应引起注意。产气速率对反映故障的存在、严重程度及其发展趋势更加直接和明显，可以进一步确定故障的有无及性质。它包括绝对产气速率和相对产气速率两种，判断变压器故障一定要用绝对产气速率。1.3三比值法判断只有根据各特征气体含量的注意值或产气速率判断可能存在故障时，才能用三比值法判断其故障的类型。部颁《导则》采用国际电工委员会(IEC)提出的特征气体比值的三比值法作为判断变压器等充油电气设备故障类型的主要方法。此方法中每种故障对应的一组比值都是典型的，对多种故障的联合作用，可能找不到相应的比值组合，此时应对这种不典型的比值组合进行分析，从中可以得到故障复杂性和多重性的启示。例如，三比值为121或122可以解释为放电兼过热。1.4故障严重程度与发展趋势的判断在确定设备故障的存在及故障类型的基础上，必要时还要了解故障的严重程度和发展趋势，以便及时制定处理措施，防止设备发生损坏事故。对于判断故障的严重程度与发展趋势，在用IEC三比值法的基础上还有一些常用的方法，如瓦斯分析、平衡判据和回归分析等。2发现故障及故障诊断2.1#8主变故障我公司#8主变（SFP３-240000/220）系沈阳变压器厂81年5月生产，85年2月投运。1995年随机组大修后，基本未带大负荷运行，一直用于220KV系统投中性点。2004年#11炉新建，#11机组增容改造，#8主变压器改造散热器容量，于2004年9月1日随机组投入带负荷运行。纵观历史测试数据，从2001年开始，逐渐出现乙炔，总烃的含量逐渐升高（分析数据见表1）。2001年6月13日，将此变压器油滤油脱气，以此数据作为本底值，12月13日取样分析，氢气、乙炔、总烃含量严重超过注意值。（1）利用三比值法推断：C2H2∕C2H4＝41.79∕591.51＝0.07编码0CH4∕H2＝221.88∕119.84＝1.85编码2C2H4∕C2H6＝591.51∕51.65＝11.45编码2属超过700℃的高温过热，根据三比值与温度的关系，可得出故障温度:T＝322×lg(C2H4∕C2H6)＋525＝322×lg(591.51∕51.65)＋525＝866℃表1＃8主变色谱分析试验结果（1）单位：ppm时间H2COCO2CH4C2H4C2H6C2H2总烃备注 