色谱分析诊断电力变压器中的故障
北极星电力网技术频道
作者:佚名
2008/6/4 18:37:35
：284杨振勇
（十堰供电公司变电部，邮编：442000）[摘要]分析油中溶解气体的组分和含量是监视充油电气设备安全运行的最有效的措施之一。利用气相色谱法分析油中溶解气体来监视充油电气设备的安全运行，在我国已有30多年的使用经验。2003年7月至2003年8月，我们利用气相色谱分析方法成功发现西城变电站1号变压器存在铁芯多点接地故障。[关键词]色谱分析；特征气体；产气速率；三比值1故障2003年7月18日，我们对西城1号主变取油做色谱分析（周期试验），试验结果表示总烃绝对值超标。于是在近期内两次对西城1号主变进行色谱跟踪分析。两次试验结果表示：1、总烃含量超过注意值。2、总烃绝对产气速率超过注意值。3、按照变压器油色谱分析故障判断方法可以判断为西城1号主变内部存在潜伏性故障。2故障类型、严重程度及发展趋势的判断2003年7月18日至2003年8月29日，我变电部油化班三次对西城变电站1号主变做色谱跟踪分析,试验期间，按国标和IEC要求稳定负荷、规范运行。其色谱分析数据如表1。表1岭1#主变历次色谱分析数据| 设备名 | 西1#主变 | 电压等级 | 110kv | 容量 | 20MVA | 油重t | 12 | 油种 | 25 |
| 制造厂 | 武汉长江变压器厂 | 油保护方式 | 隔膜式 | 调压方式 | 有载 | 投运日期 | 1994-2 |
| 冷却方式 | OWAF | 出厂序号 | 86695 | 出厂年月 | 1993-11 |
| 取样条件 | 取样日期 | 2003-7-18 | 2003-8-8 | 2003-8-29 |
| 分析日期 | 2003-7-19 | 2003-8-8 | 2003-8-29 |
| 组分含量μL/L | H2 | 22.93 | 25.01 | 24.89 |
| CO | 569.7 | 842.23 | 682.84 |
| CO2 | 4244.04 | 5290.76 | 7346.85 |
| CH4 | 35.89 | 41.82 | 38.34 |
| C2H4 | 110.85 | 140.92 | 167.02 |
| C2H6 | 22.97 | 30.47 | 36.19 |
| C2H2 | 0.75 | 0.89 | 0.92 |
| 总烃 | 170.48 | 214.12 | 242.48 |
| 总烃产气率ml/d | | 29.26 | 18.11 |
| | | | | | | | | | | | | | |
根据《变压器油中溶解气体分析判断导则》（GB/T7252-2001），变压器油中故障气体的注意值为：| 设备 | 气体组分 | 含量 |
| 330kV及以上 | 220kV及以下 |
| 变压器和电抗器 | 总烃 | 150 | 150 |
| 乙炔 | 1 | 5 |
| 氢 | 150 | 150 |
变压器和电抗器绝对产气速率注意值ml／d| 气体组分 | 开放式 | 隔膜式 |
| 总烃 | 6 | 12 |
| 乙炔 | 0.1 | 0.2 |
| 氢 | 5 | 10 |
| 一氧化碳 | 50 | 100 |
| 二氧化碳 | 100 | 200 |
分析表1中试验数据,三次实验结果均显示总烃绝对值超标。其中8月8日和8月29日两次试验中总烃绝对产气速率也超过注意值。后两次总烃绝对产气速率计算如下：8月8日总烃绝对产气速率=（（C2-C1）/Δt）×（G/ρ）=（(214.12-170.48)/20）×（12/0.895）=29.26ml/d8月29日总烃绝对产气速率=（（C2-C1）/Δt）×（G/ρ）=（(242.48-214.12)/21）×（12/0.895）=18.11ml/d式中：C2——第二次取样测得油中某气体浓度，μL／L；C1——第一次取样测得油中某气体浓度，μL／L；Δt——二次取样时间间隔中的实际运行时间，d；G——设备总油量，t；ρ——油的密度，t／m3。由表1实验数据分析知道，特征气体为甲烷和乙烯,乙烯为主要成分，次要成分为氢气和乙烷，按照国标GB/T7252-2001故障判断方法可以初步认定变压器存在过热故障。根据《变压器油中溶解气体分析判断导则》（GB/T7252-2001）改良三比值法计算2003年8月8日数据如下：乙炔/乙烯=0.89/140.92=0.006，编码0。甲烷/氢气=41.82/25.01=1.67，编码2。乙烯/乙烷=140.92/30.47=4.62，编码2。根据《变压器油中溶解气体分析判断导则》（GB/T7252-2001）改良三比值法计算2003年8月29日数据如下：乙炔/乙烯=0.92/167.02=0.006，编码0。甲烷/氢气=38.34/24.89=1.54，编码2。乙烯/乙烷=167.02/36.19=4.62,编码2。两次三比值编码均为(0、2、2)，属于高温过热故障，根据月岗、淑郎推荐公式，通过8月29日数据我们可以计算故障部位的大致温度T=322lg(乙烯/乙烷) 525=322lg(167.02/36.19) 525=739℃从上述分析看出:1、总烃绝对值超标，2、总烃绝对产气速率超标。由《变压器油中溶解气体分析判断导则》故障判断方法可以判断出西城1号主变存在高温过热故障（故障点温度高于700℃）。3吊芯检查及处理情况2004年2月，该主变停电做电气试验，发现铁芯对地绝缘只有0.26MΩ,决定对主变吊芯检查，检查情况如下(1)检查各间隙，槽部没有发现异物。(3)测量压板连片、穿芯螺杆等的绝缘电阻均为10000MΩ以上。(2)并用铁丝对铁芯底部进行清理，也没有发现情况。我们通过以上的处理分析，随后决定采用交流法查找接地点，从低压侧加200V，用毫安表沿铁轭各级逐点测量，如图1-1所示。发现铁芯靠下部左侧的电流为0，可以初步判断该处为接地点。
图1-1通过以上检查情况综合分析，造成铁芯多点接地，可能还是由于铁芯毛刺或悬浮物引起的接地故障，决定用电容放电法进行处理。经过三次电容放电冲击，第三次就听不到放电声。立即用摇表测得铁芯绝缘为1000MΩ，说明故障点已消除。现在该主变从故障消除投运至今，色谱分析数据一直正常。[参考文献][1]GB/T7252-2001变压器油中溶解气体分析判断导则[2]GB/T17623-1998绝缘油中溶解气体组分含量的气相色谱测定法[3]DL/T596-1996电力设备预防性试验规程
来源：中国电厂化学
