绝缘油溶解气体分析在变压器故障诊断中的应用

1、学号：201315732153003华 南 理 工 网 络 教 育 学 院题目：绝缘油溶解气体分析在变压器故绝缘油溶解气体分析在变压器故障诊断中的应用障诊断中的应用 指导老师：胡少强 学生：马青凤 年级：电气工程及其自动化 电力变压器是电力系统中最关键的设备之一，变压器的正常运行是对电力系统安全、可靠、优质、经济运行的重要保证，必须最大限度地防止和减少变压器故障和事故的发生。但是变压器投入运行后，就有可能出现故障和事故。而国内外实践证明，通过检测绝缘油中溶解气体，以对变压器等充油电气设备早期存在的内部故障进行诊断是一种非常有效的重要手段。学号：201315732153003华 南 理 工 网

2、络 教 育 学 院首先，我想谈谈为什么选这个题目及这篇论文的理论和实践意义。 油中气体的各种成分含量的多少和故障的性质及程度直接有关。因此在设备运行过程中，定期测量溶解于油中的气体组织成分和含量，这对于及早发现充油电力设备内部存在的潜伏性故障有非常重要的意义。学号：201315732153003华 南 理 工 网 络 教 育 学 院实践意义 第一章 概述 第二章 变压器油及固体绝缘的成份及气体产生机理分析 第三章 变压器故障原因分析与处理 第四章 变压器油中溶解气体分析与诊断 结论 学号：201315732153003华 南 理 工 网 络 教 育 学 院下面是论文的结构和主要内容。学号：20

3、1315732153003华 南 理 工 网 络 教 育 学 院第一章 概述1、变压器故障诊断技术的国内外目前状况及发展趋势 由于变压器长期在线运行，受外部热、电及其他因素影响，不可避免发生各种故障。变压器的故障可分为油箱外故障和油箱内故障。目前，局部放电试验、油中溶解气体分析、绝缘油的特性试验等在变压器状态监测和故障诊断中得到广泛的应用和研究。2、溶解气体分析的意义 采用油中溶解气体分析(DGA)技术对变压器故障进行早期故障诊断,可减少变压器不必要的事故停用,溶解气体分析能实现变压器不停电检测和早期故障诊断等安全生产要求都具有极为重要的意义。一般我们也会将变压器油溶解气体检测称之为色谱分析检

4、测。1、油浸式变压器用的绝缘材料（1）变压器油：这是最基本的绝缘材料，充满整个变压器油箱，起绝缘和散热两种重要作用。由天然石油经过蒸馏、精炼而获得的一种矿物油。它是由各种碳氢化合物所组成的混合物，其中碳、氢两元素占全部重量的95%99%。（2）绝缘纸和纸板：绝缘纸（包括绝缘纸板）由未经漂白的硫酸盐纤维制成。（3）油纸绝缘：油与纸结合使用性能非常良好。这是两种最常见和最经济的绝缘材料。其他的绝缘材料还有漆布或带绝缘漆、玻璃丝或石棉电瓷。学号：201315732153003华 南 理 工 网 络 教 育 学 院第二章第二章 变压器油及固体绝缘的成份及气变压器油及固体绝缘的成份及气体产生机理分析体产

5、生机理分析2、变压器绝缘老化机理（1）变压器油：变压器油在运行中，氧是导致油老化变质的主要因素，铜、铁和水分是油发生氧化的催化剂。变压器老化的决定因素是热点温度。 变压器油氧化的产物，按其性质概括起来可分为三类：酸性产物、中性产物、其他产物-水分、一氧化碳、二氧化碳、低分子烃类和氢气。随着运行中气体的积累，其中一氧化碳、二氧化碳将成为油中气体的主要组分。当设备存在电或热故障时，加速了油的热裂解，氢和烃类气体会迅速增加（如甲烷、乙烷、乙烯和乙炔-油中溶解气体分析的对象）。学号：201315732153003华 南 理 工 网 络 教 育 学 院 （2）纤维素绝缘材料老化：变压器的纸绝缘在热的作用

6、下将会发生分子裂解的化学反应（热解降解反应），温度升高会加速反应。同时存在还有水解降解和氧化降解反应，从而加速了绝缘材料的分解。变压器纸绝缘老化速度与运行温度、绝缘纸（板）含水量和油中含氧量等因素有关。学号：201315732153003华 南 理 工 网 络 教 育 学 院 3、气体产生机理分析：变压器油在电或热的作用下使某些C-C键和C-H键断裂，形成了不稳定的氢原子和碳氢化合物的自由基，这些氢原子、自由基迅速重新化合生成氢气和低分子烃类气体。 人们将变压器油中溶解气体中对判断变压器故障有价值的7种气体即氢气(H2)、甲烷(CH4)、乙烷(C2H6)、乙烯(C2H4)、乙炔(C2H2)、一

7、氧化碳(CO)、二氧化碳(CO2)称为特征气体，把甲烷、乙烷、乙烯、乙炔的总和称为总烃。学号：201315732153003华 南 理 工 网 络 教 育 学 院1、常见故障学号：201315732153003华 南 理 工 网 络 教 育 学 院第三章 变压器故障原因分析与处理（1）变压器油质变坏（2）内部声音异常（3）自动跳闸故障（4）油位过高或过低（5）瓦斯保护故障（6）变压器油温突增（7）绕组故障1、电力变压器故障油中气体色谱检测技术学号：201315732153003华 南 理 工 网 络 教 育 学 院第四章 变压器油中溶解气体分析与诊断 油色谱分析的原理是基于任何一种特定的烃类气体的产生速率随温度而变化，在特定温度下，往往有某一种气体的产气率会出现最大值；随着温度升高，产气率最大的气体依次为甲烷、乙烷、乙烯、乙炔。这也证明在故障温度与溶解气体含量之间存在着对应的关系。2、特征气体变化与变压器内部故障的关系（1）气体含量变化判断（2）根据气体含量比值分析判断（3）根据三比值法分析判断（4） 据TD图对故障发展趋势判断（5）根据总烃含量及产气速率判断（6）根