利用色譜儀分析油中溶解氣體組份及含量判斷變壓器潛伏性故障方法
1、 引言
變壓器作為電力行業的重要設備之一，對于電能經濟傳輸和靈活調配具有十分重要的作用。利用氣相色譜儀分析變壓器油中溶解氣體組份及含量來判斷變壓器的潛伏性故障，已作為變壓器維護、監督的有效手段而得到應用和推廣。
2、 變壓器內部故障產生氣味的機理
變壓器油是礦物絕緣油，它是由許多不同分子量的碳氫化合物分子組成的混合物，分子中含CH3、CH2和CH化學基因，并由C-C鍵鍵合在一起。在變壓器運行過程中，如存在熱點和放電故障條件，其內部的絕緣油和有機絕緣材料會加劇老化和分解，某些C-H鍵和C-C鍵斷裂，產生低分子烴類和CO、CO2等氣體，也可能生成碳的固體顆粒及碳氫聚合物。
運行變壓器內常發生的氣體故障主要有過熱性故障和放電故障兩大類，故障類型及其能量密度，主要決定于故障的性質，不同故障類型產生的氣體見表1。
1)變壓器故障情況
武漢供電局曾對局轄珞珈山變電站3號主變、江漢路變電站1號主變和花山變電站1號主變進行周期取樣或事故取樣，并用TPSPY-Q氣相色譜儀對其進行分析，其數據見表2。
《變壓器油中溶解氣體分析和判斷導則》(電力行業標準DL-T722-2000)中規定總烴注意值為150μL/L，氫注意值為150μL/L，相對產氣速率大于10%應引起注意，本例中總烴、H2均大于150μL/L，經計算，2000年10月17日～11月7日的相對產氣速率r=14.7%，2000年11月7日～29日的相對產氣速率r′=25.4%。即r′>r>10%，說明存在故障且發展較為迅速。
2) 故障類型判斷
珞珈山3號主變H2含量高，占總烴的50%以上，C2H2占總烴12%，其故障特征氣體為C2H2和H2，其次是大量C2H4和CH4。根據三比值法，其三比值編碼為102，結合改良電協研法，故障屬電弧放電。
3) 故障原因分析
珞珈山3號主變、江漢路1號主變和花山1號主變的色譜分析結果、故障原因以及吊心檢查結果見表3。
1) 變壓器運行時出現內部故障原因往往不是單一的，一般存在熱點的同時還有局部放電，而且故障是在不斷發展和轉化的。
2) 在判斷設備有無故障及其嚴重程度時，要根據設備運行的歷史記錄和設備特點以及外部環境等因素進行綜合判斷。
3) 故障產氣與正常產氣在技術上不可分離。
4) 經驗證明，當懷疑設備固體材料老化時，一般CO2/CO大于7；當懷疑故障涉及到固體絕緣材料時，CO2/CO可能小于3；當懷疑紙或紙版過度老化時，應適當測試油中糠醛含量，或測試紙樣聚合度。
5) 在線檢測可隨時檢測油中溶解氣體含量，對保證主網安全運行有重大意義，但在線監測儀出現報警時，必須由實驗室色譜儀分析其組份和含量，再作進一步判斷。
6) 有載調壓操作產生氣體與低能量放電相符，當主油箱C2H2/H2大于2～3時，可能是有載調壓污染主油箱，可利用比較主油箱、有載調壓油箱和儲油罐油中溶解氣體分析來確定，或通過油柱靜壓試驗法和氣體試漏法來檢漏。
7) 對變壓器故障部位的準確判斷，有賴于對其內部結構和運行狀態的全面掌握，并結合歷年色譜數據和其它試驗(直阻、絕緣、變比、泄漏、空載等)進行比較，色譜分析與判斷的技術應借鑒新方法并結合使用。
信息整理：揚州拓普電氣科技有限公司
變壓器作為電力行業的重要設備之一，對于電能經濟傳輸和靈活調配具有十分重要的作用。利用氣相色譜儀分析變壓器油中溶解氣體組份及含量來判斷變壓器的潛伏性故障，已作為變壓器維護、監督的有效手段而得到應用和推廣。
2、 變壓器內部故障產生氣味的機理
變壓器油是礦物絕緣油，它是由許多不同分子量的碳氫化合物分子組成的混合物，分子中含CH3、CH2和CH化學基因，并由C-C鍵鍵合在一起。在變壓器運行過程中，如存在熱點和放電故障條件，其內部的絕緣油和有機絕緣材料會加劇老化和分解，某些C-H鍵和C-C鍵斷裂，產生低分子烴類和CO、CO2等氣體，也可能生成碳的固體顆粒及碳氫聚合物。
運行變壓器內常發生的氣體故障主要有過熱性故障和放電故障兩大類，故障類型及其能量密度，主要決定于故障的性質，不同故障類型產生的氣體見表1。
1)變壓器故障情況
武漢供電局曾對局轄珞珈山變電站3號主變、江漢路變電站1號主變和花山變電站1號主變進行周期取樣或事故取樣，并用TPSPY-Q氣相色譜儀對其進行分析，其數據見表2。
《變壓器油中溶解氣體分析和判斷導則》(電力行業標準DL-T722-2000)中規定總烴注意值為150μL/L，氫注意值為150μL/L，相對產氣速率大于10%應引起注意，本例中總烴、H2均大于150μL/L，經計算，2000年10月17日～11月7日的相對產氣速率r=14.7%，2000年11月7日～29日的相對產氣速率r′=25.4%。即r′>r>10%，說明存在故障且發展較為迅速。
2) 故障類型判斷
珞珈山3號主變H2含量高，占總烴的50%以上，C2H2占總烴12%，其故障特征氣體為C2H2和H2，其次是大量C2H4和CH4。根據三比值法，其三比值編碼為102，結合改良電協研法，故障屬電弧放電。
3) 故障原因分析
珞珈山3號主變、江漢路1號主變和花山1號主變的色譜分析結果、故障原因以及吊心檢查結果見表3。
1) 變壓器運行時出現內部故障原因往往不是單一的，一般存在熱點的同時還有局部放電，而且故障是在不斷發展和轉化的。
2) 在判斷設備有無故障及其嚴重程度時，要根據設備運行的歷史記錄和設備特點以及外部環境等因素進行綜合判斷。
3) 故障產氣與正常產氣在技術上不可分離。
4) 經驗證明，當懷疑設備固體材料老化時，一般CO2/CO大于7；當懷疑故障涉及到固體絕緣材料時，CO2/CO可能小于3；當懷疑紙或紙版過度老化時，應適當測試油中糠醛含量，或測試紙樣聚合度。
5) 在線檢測可隨時檢測油中溶解氣體含量，對保證主網安全運行有重大意義，但在線監測儀出現報警時，必須由實驗室色譜儀分析其組份和含量，再作進一步判斷。
6) 有載調壓操作產生氣體與低能量放電相符，當主油箱C2H2/H2大于2～3時，可能是有載調壓污染主油箱，可利用比較主油箱、有載調壓油箱和儲油罐油中溶解氣體分析來確定，或通過油柱靜壓試驗法和氣體試漏法來檢漏。
7) 對變壓器故障部位的準確判斷，有賴于對其內部結構和運行狀態的全面掌握，并結合歷年色譜數據和其它試驗(直阻、絕緣、變比、泄漏、空載等)進行比較，色譜分析與判斷的技術應借鑒新方法并結合使用。
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