色譜分析法診斷電力干式變壓器故障

:284楊振勇

(十堰供電公司變電站部，郵編：442000)

文摘：分析油中溶解氣體的組成和含量是監測充油電氣設備安全運行的較有效措施之一。利用氣相色譜法分析油中溶解氣體來(lái)監測充油電氣設備的安全運行在中已經(jīng)使用了30多年。2003年7月至2003年8月，我們成功地發(fā)現西城變電站1號干式變壓器存在多點(diǎn)接地故障。

【關(guān)鍵詞】色譜分析；特征氣體；產(chǎn)氣率；三倍比率

1個(gè)故障

2003年7月18日，我們對采自西城一號主變壓器的油進(jìn)行了色譜分析(定期檢測)，檢測結果顯示總烴絕對值超標。因此，近期對西城一號主變壓器進(jìn)行了兩次色譜跟蹤分析。兩次試驗結果表明：1 .總烴含量超過(guò)注意值。2.總烴絕對產(chǎn)氣率超過(guò)注意值。3.根據干式變壓器油色譜分析的故障判斷方法，可以判斷西城一號主變壓器存在潛伏性故障。

2故障類(lèi)型、嚴重程度和發(fā)展趨勢的判斷

2003年7月18日至2003年8月29日，我所油化工類(lèi)對西城變電站1號主變壓器進(jìn)行了三次色譜跟蹤分析。試驗過(guò)程中，負荷穩定，運行按照家標準和際電工委員會(huì )的要求規范。色譜分析數據如表1所示。

表1凌1#主變壓器以往色譜分析數據

設備名稱(chēng)

西1#主變壓器

電壓等級

110kv

能力

20MVA

油重t

12

油料物種

25

工廠(chǎng)

武漢長(cháng)江干式變壓器廠(chǎng)

油保護模式

隔膜式

電壓調節模式

載著(zhù)重物的

調試日期

1994-2

冷卻模式

OWAF

工廠(chǎng)序列號

86695

出廠(chǎng)年份

1993-11

樣本

門(mén)檻

取樣日期

2003-7-18

2003-8-8

2003-8-29

分析日期

2003-7-19

2003-8-8

2003-8-29

組

分

包含

數量

L/L

氘

22.93

25.01

24.89

哥倫比亞

569.7

842.23

682.84

二氧化碳（carbondioxide）

4244.04

5290.76

7346.85

CH4

35.89

41.82

38.34

C2H4

110.85

140.92

167.02

C2H6

22.97

30.47

36.19

C2H2

0.75

0.89

0.92

總烴

170.48

214.12

242.48

總烴氣生產(chǎn)速率毫升/天

29.26

18.11

根據《干式變壓器油中溶解氣體分析判斷導則》 (GB/T7252-2001)，干式變壓器油中故障氣體的注意值為： #p#分頁(yè)標題#e#

設備

氣體組分

內容

330千伏及以上

220千伏及以下

干式變壓器和電抗器

總烴

150

150

乙炔

一個(gè)

五

氫(氫)

150

150

干式變壓器和電抗器絕對產(chǎn)氣率注意值ml/d

氣體組分

開(kāi)式

隔膜式

總烴

六

12

乙炔

0.1

0.2

氫(氫)

五

10

一氧化碳

50

100

二氧化碳

100

200

表1測試數據分析表明，總烴絕對值超標。其中8月8日和8月29日測試的總烴絕對產(chǎn)氣率也超過(guò)了關(guān)注值。較后兩種總烴的絕對產(chǎn)氣率計算如下：

8月8日總烴絕對產(chǎn)氣率為((C2-C1)/ t) (g/)

=((214.12-170.48)/20)(12/0.895)

=29.26毫升/天

8月29日總烴絕對產(chǎn)氣率=((C2-C1)/ t) (g/)

=((242.48-214.12)/21)(12/0.895)

=18.11毫升/天

其中：C2——第二次取樣測量油中某種氣體的濃度，L/L；/l；

C1——先次取樣測量油中某種氣體的濃度，L/L；/L；

t——二次采樣間隔的實(shí)際運行時(shí)間，d；

G——設備總油量，t；

——油密度，t

／m3。

由表1實(shí)驗數據分析知道，特征氣體為甲烷和乙烯,乙烯為主要成分，次要成分為氫氣和乙烷，按照標GB/T7252-2001故障判斷方法可以初步認定干式變壓器存在過(guò)熱故障。

根據《干式變壓器油中溶解氣體分析判斷導則》（GB/T7252-2001）改良三比值法計算2003年8月8日數據如下：

乙炔/乙烯=0.89/140.92=0.006，編碼0。

甲烷/氫氣=41.82/25.01=1.67，編碼2。

乙烯/乙烷=140.92/30.47=4.62，編碼2。

根據《干式變壓器油中溶解氣體分析判斷導則》（GB/T7252-2001）改良三比值法計算2003年8月29日數據如下：

乙炔/乙烯=0.92/167.02=0.006，編碼0。

甲烷/氫氣=38.34/24.89=1.54，編碼2。

乙烯/乙烷=167.02/36.19=4.62,編碼2。

兩次三比值編碼均為(0、2、2)，屬于高溫過(guò)熱故障，根據月崗、淑郎推薦公式，通過(guò)8月29日數據我們可以計算故障部位的大致溫度

T=322lg(乙烯/乙烷) 525

=322lg(167.02/36.19) 525

=739℃

從上述分析看出:1、總烴絕對值超標，2、總烴絕對產(chǎn)氣速率超標。由《干式變壓器油中溶解氣體分析判斷導則》故障判斷方法可以判斷出西城1號主變存在高溫過(guò)熱故障（故障點(diǎn)溫度高于700℃）。

3吊芯檢查及處理情況

2004年2月，該主變停電做電氣試驗，發(fā)現鐵芯對地絕緣只有0.26MΩ,決定對主變吊芯檢查，檢查情況如下

(1)檢查各間隙，槽部沒(méi)有發(fā)現異物。#p#分頁(yè)標題#e#

(3)測量壓板連片、穿芯螺桿等的絕緣電阻均為10000MΩ以上。

(2)并用鐵絲對鐵芯底部進(jìn)行清理，也沒(méi)有發(fā)現情況。

我們通過(guò)以上的處理分析，隨后決定采用交流法查找接地點(diǎn)，從低壓側加200V，用毫安表沿鐵軛各級逐點(diǎn)測量，如圖1-1所示。發(fā)現鐵芯靠下部左側的電流為0，可以初步判斷該處為接地點(diǎn)。

圖1-1

通過(guò)以上檢查情況綜合分析，造成鐵芯多點(diǎn)接地，可能還是由于鐵芯毛刺或懸浮物引起的接地故障，決定用電容放電法進(jìn)行處理。經(jīng)過(guò)三次電容放電沖擊，第三次就聽(tīng)不到放電聲。立即用搖表測得鐵芯絕緣為1000MΩ，說(shuō)明故障點(diǎn)已消除?，F在該主變從故障消除投運至今，色譜分析數據一直正常。

[參考文獻]

[1]GB/T7252-2001干式變壓器油中溶解氣體分析判斷導則

[2]GB/T17623-1998絕緣油中溶解氣體組分含量的氣相色譜測定法

[3]DL/T596-1996電力設備預防性試驗規程