专题变压器油中溶解气体色谱分析和故障诊断专家讲座

1、故障类型过热性故障按温度高低分为：低温过热(150℃以下)、中低温过热(150℃～300℃)、中温过热(300℃～700℃)和高温过热(700℃以上)150℃以下低温过热通常是由应急性过负荷造成绝缘导线过热引发150℃以上中低温、中温、高温过热表现形式是局部过热现象，主要发生部位是在分接开关触头间接触不良、铁心存在两点或多点接地、载流裸电导体连接或焊接不良、铁心片间短路、铁心被异物短路、紧固件松动、漏磁环流集中部位、冷却油道阻塞部位等。按过热部位分为：裸金属过热和固体绝缘过热两类1专题变压器油中溶解气体色谱分析和故障诊断专家讲座第1页放电性故障电弧放电：多发生在线圈匝间、层间和段间绝缘击穿、引线断裂、对地闪络、分接开关飞弧等部位。电弧放电属于较严重放电现象，这种放电现象大多非常突然，表现猛烈，多引发气体继电器动作发跳闸信号。火花放电：多出现在引线及导线连接处、引线接触(包含开关弧触头)不良处、悬浮导体对地间、铁心接地不良处等裸金属部位。火花放电属于中等放电现象。这种放电主要特点是间歇性放电，在较长时间内不停发生，会频繁引发气体继电器产气报警。局部放电：多发生在油中气泡、气隙，绝缘件夹层、空穴处，悬浮金属导体周围、强电场中导电体和接地处金属部件尖角部位、强电场中受潮绝缘体内。局部放电主要特点是低能量、低密度，外部表现不显著，但作用时间长，H2、CH4等特征气体会连续增加，所以经过油色谱分析能够有效地诊疗局部放电故障。2专题变压器油中溶解气体色谱分析和故障诊断专家讲座第2页特征气体首先要看看特征气体含量。若H2、C2H2或总烃有一项或几项大于规程要求阈值（以下表），应依据特征气体含量作大致判断。32、故障诊疗方法设备气体组分含量330kv及以上220kv及以下变压器（电抗器）总烃150150乙炔15氢150150变压器（电抗器）油中溶解气体含量注意（μL/L）专题变压器油中溶解气体色谱分析和故障诊断专家讲座第3页过热性故障产气组分：热性故障(以中、高过热为主)主要是以烃类气体中C2H4为主，还有CH4和C2H6，而且伴随温度升高，C2H4所占百分比增加并占主要成份，通常生成C2H4温度是500℃。所以，总烃中烷烃和烯烃过量而炔烃极少或无，则是过热特征。放电性故障产气组分：对电弧放电和火花放电而言，放电能量较高，温度较高(普通在800℃~1200℃)，所以电弧放电和火花放电产气主要是C2H2；局部放电能量较低，产气主要是H2、CH4。4故障类型主要气体组份次要气体组分油过热CH4,C2H4H2,C2H6油和纸过热CH4,C2H4,CO,CO2H2,C2H6油纸绝缘中局部放电H2,CH4,COC2H2,C2H6,CO2油中火花放电H2,C2H2油中电弧H2,C2H2CH4,C2H4,C2H6油和纸中电弧H2,C2H2,CO,CO2CH4,C2H4,C2H6不一样故障情况产生主要和次要气体组分专题变压器油中溶解气体色谱分析和故障诊断专家讲座第4页不论是过热性故障还是放电性故障，只要有固体绝缘介入(故障部位有纸质绝缘材料包缚)都会产生CO和CO2，裸金属部位过热和放电所产生CO和CO2极少甚至没有。所以假如CO和CO2没有出现大幅增加，则可排除固体绝缘异常可能。假如发觉CO和CO2增加较快，不能简单认为存在固体绝缘缺点，应详细分析。固体绝缘正常老化过程与故障情况下劣化分解，表现在CO和CO2含量上，普通没有严格界限，规律也不显著。经验证实，当怀疑设备固体绝缘材料老化时，普通CO2/CO>7。当怀疑故障包括到固体绝缘材料时（高于200℃），可能CO2/CO<3，必要时，应从最终一次测试结果中减去上一次测试数据，重新计算比值，以确定故障是否包括到了固体绝缘。变压器内部受潮，主要产气成份为H2；假如因受潮发生了局部放电，也会产生CH4。5专题变压器油中溶解气体色谱分析和故障诊断专家讲座第5页产气速率主要方法：（1）绝对产气速率，即每运行日产生某种气体平均值（2）相对产气速率，即每运行月（或折算到月）某种气体含量增加原有值百分数平均值当某一项或几项气体产气速率超出注意值时，则怀疑设备存在故障，应结合不一样故障类型产生特征气体进行分析。对总烃起始含量很低设备，不宜采取此判据。对怀疑气体含量有迟缓增加趋势设备，使用在线监测仪随时监视设备气体增加情况是有益，方便监视故障发展趋势。6专题变压器油中溶解气体色谱分析和故障诊断专家讲座第6页三比值法所谓IEC三比值法实际上是罗杰斯比值法一个改进方法。经过计算C2H2／C2H4、CH4／H2和C2H4／C2H6值，组成三对比值，对应不一样编码，分别对应经统计得出不一样故障类型。应注意问题：（1）若油中各种气体含量正常，其比值没有意义。（2）只有油中气体各成份含量足够高(通常超出阈值)，气体成份浓度应大于分析方法灵敏度极限值10倍，且经综合分析确定变压器内部存在故障后，才能深入用三比值法分析其故障性质。7专题变压器油中溶解气体色谱分析和故障诊断专家讲座第7页8编码组合故障类型判断故障实例（参考）C2H2/C2H4CH4/H2C2H4/C2H6001低温过热（低于150℃）绝缘导线过热，注意CO和CO2含量以及CO2/CO值20低温过热（150～300℃）分接开关接触不良，引发夹件螺丝松动或接头焊接不良，涡流引发铜过热，铁芯漏磁，局部短路，层间绝缘不良，铁芯多点接地21中温过热（300～700℃）0，1，22高温过热（高于700℃）10局部放电高湿度，高含气量引发油中低能量密度局部放电20，10，1，2低能放电引线对电位未固定部件之间连续火花放电，分接抽头引线和油隙闪络，不一样电位之间油中火花放电或悬浮电位之间火花放电20，1，2低能放电兼过热10，10，1，2电弧放电线圈匝间、层间短路，相间闪络、分接头引线间油隙闪络、引发对箱壳放电、线圈熔断、分接开关飞弧、因环路电流引发对其它接地体放电等

应用三比值法对故障类型判断专题变压器油中溶解气体色谱分析和故障诊断专家讲座第8页综合判断除了以上几个方法，还能够结合其它一些方法和伎俩辅助诊疗，比如比值O2/N2能够给出氧被消耗情况；比值C2H2/H2能够给出有载调压污染情况；在气体继电器中聚集有游离气体时，经过判断游离气体与溶解气体是否处于平衡状态，进而能够判断故障连续时间和气泡上升距离。查阅资料了解设备结构设计特点。查对设备运行检修历史，比如历史缺点和消缺情况、遭受短路冲击情况、大小修情况、负荷改变情况等等。有条件可开展其它试验，比如，如测量绕组直流电阻、变压器空载特征试验、绝缘测量、局部放电试验、测量铁心接地电流、辅助设备检验和理化微水分析。依据以上全部方法和资料结果，进行综合判断。9专题变压器油中溶解气体色谱分析和故障诊断专家讲座第9页出厂前设备对新出厂和新投运变压器和电抗器要求为：出厂试验前后两次试验结果，以及投运前后两次分析结果不应有显著区分。另外，气体含量应符合国家标准要求。注意积累数据。当依据试验结果怀疑有故障时，应结合其它检验性试验进行综合判断。103、故障诊疗步骤专题变压器油中溶解气体色谱分析和故障诊断专家讲座第10页运行中设备（1）将试验结果几项主要指标与油中溶解气体含量注意值作比较，同时与产气速率注意值作比较。短期内各种气体含量快速增加，但还未超出注意值，也可判断内部有异常情况；有设备因某种原因使气体含量基值较高，超出注意值，但增加率低于表9产气速率注意值，仍可认为是正常设备。（2）当认为设备内部存在故障时，可用上述方法对故障类型进行初步判断。（3）在气体继电器内出现气体情况下，应将继电器内气样分析结果按国家标准要求进行判断。（4）依据上述结果以及其它检验性试验结果，并结合该设备结构、运行、检修等情况进行综合分析，判断故障性质及部位。（5）依据详细情况对设备采取不一样处理办法（如缩短试验周期、加强监视、限制负荷，近期安排内部检验，马上停顿运行，吊罩检验，返厂检修等）。11专题变压器油中溶解气体色谱分