油色譜在變壓器突發(fā)故障中的應用

油色譜分析在變壓器突發(fā)故障中的應用引言：東營地區(qū)的雷雨天氣致使兩臺變壓器接連發(fā)生了突發(fā)性故障。變壓器經(jīng)受突發(fā)性事故后能否繼續(xù)投運，成為要決策的必要問題。因油色譜分析對變壓器突發(fā)事故的故障判斷十分敏感，且該方法能判斷出很多別的試驗方法無法發(fā)現(xiàn)的缺陷，因此利用此法對這兩臺故障變壓器進行了分析，并根據(jù)分析結果對設備的能否投運提出了建議。關健詞：氣相色譜變壓器突發(fā)故障一、概述當變壓器內(nèi)部發(fā)生過熱、放電等故障時，勢必導致故障附近的絕緣物分解。分解產(chǎn)生的氣體會不斷地溶解在油中，不同性質(zhì)的故障所產(chǎn)生的氣體成分也不同，即使同一性質(zhì)的故障，由于故障的程度不同，產(chǎn)生的氣體數(shù)量也不相等。例如局部放電時會有氫氣產(chǎn)生；較高溫會有乙烯氣體；電弧放電時會有乙炔氣產(chǎn)生。因此，可以根據(jù)故障下產(chǎn)氣的特征性來診斷故障性質(zhì)。二、氣體組份與內(nèi)部故障特征有如下關系：表1濃度最大的氣體異常的類型事故實例乙炔(C2H2)氫氣(H2)電弧放電游離放電繞組匝間短路繞組燒斷分接開關觸頭電弧弧短路甲烷(CH4)乙烯(C2H4)過熱接觸不良泄漏電流引起的過過熱緊固部件松動分接開關觸頭接觸觸不良絕緣不良一氧化碳(CO))二氧化碳(CO22)固體絕緣過熱電弧弧分解長期老化主變散熱不良過負荷三、故障事例分析1、故障事例1:2005年8月東安變2#主變在雷雨天氣時突發(fā)輕瓦斯動作。試驗現(xiàn)場對變壓器進行了常規(guī)的檢測，絕緣電阻正常，直流電阻也正常，沒有發(fā)現(xiàn)問題。由于是突發(fā)故障，產(chǎn)氣快，一部分氣體來不及溶解于油中就進入氣體繼電器。因此，我們不僅取油樣而且要取氣體繼電器的氣樣來分析，結合油氣樣色譜分析結果來綜合判斷，并且根據(jù)氣體繼電器中氣體顏色可初步確定一下故障的大致情況。但取回后的油氣色譜分析結果令我們大吃一驚，其分析結果如下表所示：表22005/8/02分總烴5924.112018.232386.79651.223352.140.922608.776612.13143.02220.593170.5531.56183.134.32128.96347.94從表中數(shù)據(jù)可以看出，因其乙炔含量為2608.77ul/l，基本上可以斷定變壓器存在放電現(xiàn)象，但氫類及烴類氣體含量非常高，總烴含量是注意值１５０ul/l的１００多倍，且甲烷及乙烯是總烴的主要成分，二氧化碳含量也非常高。由此可以判斷該變壓器存在嚴重的過熱故障，過熱使固體絕緣材料分解出上述氣體，故障點溫度大概為：196Ｌｏｇ（2386.79／2018.23）＋660＝674.28℃。故建議該主變不得投運并立即吊芯檢查，以免使故障擴大。接下來對該變壓器進行了吊芯檢查，整個鐵芯吊出來后，立刻可看到高壓B相線圈的絕緣材料已有被燒焦的痕跡，故障為高壓線圈匝間短路，因存在短路故障造成很大的短路電流?；叵氲跣厩暗臋z測，未發(fā)現(xiàn)問題的原因在于，按理說線圈匝間短路變壓器的直流電阻應降低，但是由于該線圈本身的電阻值就很小，部分線圈匝間短路后其直流電阻變化不明顯，故造成直流電阻也正常的假象，所以測變壓器直流電阻時沒有發(fā)現(xiàn)問題。2、故障事例22005年8月17日東辛變1#主變在雷雨天后發(fā)生重瓦斯動作，下表是它的油樣、氣樣色譜分析數(shù)值：設備名稱油中溶解氣體組分分濃度（μl/l）H2COCO2CH4C2H4C2H6C2H2氣樣3920.166.1381580.303179.2628020.8225531.1318776.86655508.077油樣1075300.991723.81618.211091.3969.72976.422755.75表32005／8／17根據(jù)表一看表三分析數(shù)據(jù)基本上可以判斷設備內(nèi)存在放電現(xiàn)象，因其乙炔含量為18776.86ul/l，占故障氣體的主要成份。氫烴也遠遠超過注意值，可能的故障事例有：繞組匝間短路，繞組燒斷，分接開關觸頭電弧短路?！偀N含量是注意值１５０ul/l的3００多倍，且甲烷及乙烯是總烴的主要成分，由此可以判斷該變壓器存在嚴重的過熱故障，可能的故障事例：分接開關觸頭接觸不良，絕緣不良……。因CO，CO2含量不高，初步判斷故障點溫度尙未使固體絕緣材料分解。根據(jù)計算估計故障點溫度為：322Ｌｏｇ（1091.39／69.72）＋525＝906℃。故建議該主變不得投運并立即吊芯檢查，以免使故障擴大。吊芯后發(fā)現(xiàn)分接開關接頭處有明顯的燒痕，變壓器內(nèi)部散落少許放電后的銅渣，油中炭素較多，其它情況目測良好。初步判斷是由雷擊引起過電壓而引起的放電。根據(jù)此情況對此點進行了處理。故障處理完畢后，試投運此設備一段時間后發(fā)現(xiàn)運行正常。05／9／15又突發(fā)重瓦斯動作，取樣后分析結果如下：表42005／9／15設備名稱油中溶解氣體組分分濃度（μl/lH2COCO2CH4C2H4C2H6C2H2總氣樣91683.6555242.319011.891522.8870.63253.732007.463854.69油樣335.701549.82949.89227.211134.4629.53706.082097.28由上表色譜分析數(shù)據(jù)看出，油、氣中氣體成份與上次故障時分析數(shù)據(jù)發(fā)生了明顯變化。其中CO，CO2含量急劇增大，炔烴含量占總烴的主要成份。對照表1可判斷出設備內(nèi)部發(fā)生了觸及固體絕緣的放電故障。下圖是第二次重瓦斯動作后吊芯檢查情況的現(xiàn)場照片：照片燒黑處為分接開關絕緣桿3檔AB相的絕緣支架，顯然已被擊穿。由吊芯檢查分析發(fā)現(xiàn)，造成重瓦斯動作和差動動作的直接原因是：分接開關三檔AB相間的絕緣支架因電弧放電而被擊穿。吊芯檢查結果與色譜分析結果相符。四、總結很多實例證明，色譜分析是診斷變壓器工作狀態(tài)和判斷故障性質(zhì)的最有效方法之一。用氣相色譜法對充油電氣設備油中氣體含量的分析，能判明設備存在的故障，更重要的是分析判斷故障的性質(zhì)，是過熱性故障還是放電性故障及故障的大概部位是在裸金屬部分還是介入了固體絕緣，從而進一步估計故障的危害性，以便及時采取措施，做出正確處理，防患于未然。參考文獻［１］中華人民共和國電力行業(yè)標準ＤＬ