氣相色譜分析診斷電力變壓器的內部故障
首先看特征氣體的含量。若H2、C2H2、總烴有一項大于規程規定的注意值的20%,應先根據特征氣體含量作大致判斷,
主要的對應關系是:
①若有乙炔,應懷疑電弧或火花放電;
②氫氣很大,應懷疑有進水受潮的可能;
③總烴中烷烴和烯烴過量而炔烴很小或無,則是過熱的特征。
計算產生速率,評估故障發展的快慢。
通過分析的氣體組分含量,進行三比值計算,確定故障類別。
核對設備的運行歷史,并且通過其它試驗進行綜合判斷。
當任一項含量超過注意值時都應引起注意。但是這些注意值不是劃分設備有無故障的唯一標準,因此,不能拿“標準”死套。如有的設備因某種原因使氣體含量較高,超過注意值,也不能斷言判定有故障,因為可能不是本體故障所致,而是外來干擾引起的基數較高,這時應與歷史數據比較,如果沒有歷史數據,則需要確定一個適當的檢測周期進行追蹤分析。又如有些氣體含量雖低于注意值,但含量增長迅速時,也應追蹤分析。就是說:不要以為氣體含量一超過注意值就判斷為故障,甚至采取內部檢查修理或限制負荷等措施,是不經濟的,而最終判斷有無故障,是把分析結果絕對值超過規定的注意值,(注意非故障性原因產生的故障氣體的影響,以免誤判),且產氣速率又超過10%的注意值時,才判斷為存在故障。
注意值不是變壓器停運的限制,要根據具體情況進行判斷,如果不是電路(包括絕緣)問題,可以緩停運檢查。
若油中含有氫和烴類氣體,但不超過注意值,且氣體成份含量一直比較穩定,沒有發展趨勢,則認為變壓器運行正常。
注意值是根據對國內19個省市6000多臺次變壓器的統計而制定的,其中統計超過注意值的變壓器臺數占總臺數的比例為5%左右。
注意油中CO、CO2 含量及比值。變壓器在運行中固體絕緣老化會產生CO和CO2。同時,油中CO和CO2的含量既同變壓器運行年限有關,也與設備結構、運行負荷和溫度等因素有關,因此目前導則還不能規定統一的注意值。只是粗略的認為,開放式的變壓器中,CO的含量小于300μl/L,CO2/CO比值在7左右時,屬于正常范圍;而密封變壓器中的CO2/CO比值一般低于7時也屬于正常值。
實踐證明,故障的發展過程是一個漸進的過程,僅由對油中溶解的氣體含量分析結果的絕對值很難確定故障的存在和嚴重程度。因此,為了及時發現雖未達到氣體含量的注意值,但卻有較快的增長速率的低能量潛伏性故障,還必須考慮故障部位的產氣速率。根據GB/T7252—2001《變壓器油中溶解氣體分析判斷導則》中推薦通過產氣速率大小作為判斷故障的危害程度,對分析故障性質和發展程度(包括故障源的功率、溫度和面積等)具有重要的意義。當相對產氣速率(每運行月某種氣體含量增加值占原有起始值的百分數的平均值),總烴的產氣速率大于10%時應引起注意,變壓器內部可能有故障存在,如大于40μl/L/月可能存在嚴重故障。但是,對總烴起始含量很低的變壓器不易采用此判據[2]。
根據總烴含量、產氣速率判斷故障的方法
總烴的絕對值小于注意值,總烴產氣速率小于注意值,則變壓器正常;
總烴大于注意值,但不超過注意值的3倍,總烴產氣速率小于注意值,則變壓器有故障,但發展緩慢,可繼續運行并注意觀察。
總烴大于注意值,但不超過注意值的3倍,總烴產氣速率為注意值的1~2倍,則變壓器有故障,應縮短試驗周期,密切注意故障發展;
總烴大于注意值的3倍,總烴產氣速率大于注意值的3倍,則設備有嚴重故障,發展迅速,應立即采取必要的措施,有條件時可進行吊罩檢修。
根據三比值法分析判斷方法
所謂的IEC三比值法實際上是羅杰斯比值法的一種改進方法。通過計算,C2H2/C2H4、CH4/H2、C2H4/C2H6的值,將選用的5種特征氣體構成三對比值,對應不同的編碼,分別對應經統計得出的不同故障類型。應用三比值法應當注意的問題:
對油中各種氣體含量正常的變壓器,其比值沒有意義。
只有油中氣體各成份含量足夠高(通常超過注意值),氣體成分濃度應不小于分析方法靈敏度極限值的10倍[3],且經綜合分析確定變壓器內部存在故障后,才能進一步用三比值法分析其故障性質。如果不論變壓器是否存在故障,一律使用三比值法,就有可能將正常的變壓誤判斷為故障變壓器,造成不必要的經濟損失。
變壓器油中氣體含量色譜分析方法能有效診斷變壓器內部潛伏性故障的早期存在。具體應用中要根據故障或缺陷的不同發展階段,采用不同的分析方法,結合設備的實際運行狀況及外部電氣試驗數據,充分發揮油化學檢測的靈敏性,正確評判設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。
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