变压器油中溶解气体分析与故障诊断

1、变压器油中溶解气体分析与故障诊断摘要:在电力系统的各种电气设备中,变压器是其重要的组成局部。采用油中溶解气体分析(DGA)技术对变压器故障进展早期故障诊断,可减少变压器不必要的事故停用,对保证电力系统平安可靠运行有较大的作用。文章对变压器油中溶解气体的组分及故障诊断方法进展了分析讨论。关键词:变压器;油中溶解气体;故障诊断中图分类号:T406文献标识码:A文章编号:1006-8937(2022)06-0113-02变压器是电力系统中最重要的设备,用途非常广泛。变压器内的绝缘油和有机绝缘材料随着运行时间的增加,在热和电的长期作用下会逐渐老化和分解,并产生极少量的气体,这些油中溶解气体包括氢气、甲

2、烷、乙烯、乙烷、乙炔、一氧化碳和二氧化碳等。但是,当变压器内部出现故障时,油中气体的含量就会发生很大的变化。随着故障的开展,当产气量大于溶解量时,便有一局部气体以游离气体的形态释放出来。理论证明,绝大多数的变压器初期缺陷都会出现早期迹象,因此,测量分析溶解于油中的气体含量就能尽早的发现变压器内部故障。1油中溶解气体的成分分析变压器绝缘材料热分解所产生的可燃和非可燃性气体达20种左右。因此,为了有利于变压器内部故障判断,选定必要的气体作为分析对象是很重要的。目前国内外所分析的气体对象是不统一的,我国按DL/722-2000要求一般分析9种或8种气体,最少必须分析七种气体。变压器中的故障特征气体种

3、类为:2、N2、H2、H4、2H6、2H4、2H2、2。以这九种气体作为分析对象的原因见如下:2主要理解脱气程度和密封好坏;N2主要理解氮气饱和程度;H2主要理解热源温度或有没有局部放电;2主要理解固体绝缘老化或平均温度是否高;主要理解固体绝缘有无热分解;H4、2H6、2H4三种气体主要理解热源温度;2H2主要理解有无放电或高温热源。2变压器内部常见故障与油中溶解气体的关系变压器内部常见故障可大致分为电性故障和热性故障两种。油中溶解的气体可反映故障点引起的周围油、纸绝缘的电、热分解本质。气体特征随故障类型、故障能量及其涉及的绝缘材料的不同而不同,即故障点产生烃类气体的不饱和度与故障源的能量密度

4、之间有亲密的联络。如电性故障分高能量放电和低能量放电两种类型,高能量放电所产生的特征气体是2H2和H2,而低能量放电所产生的特征气体主要是H2和H4;热性故障所产生的特征气体以H4和2H4为主。3变压器故障诊断方法3.1故障严重程度诊断对变压器进展早期故障诊断时,除考虑气体含量外,还需考虑气体的产气率,根据产气速率来判断变压器内部故障的开展趋势。实际分析时,是以油中溶解气体含量和产气速率都超过其注意值时,断定为存在故障。绝对产气速率的计算式如下:r=式中,ra为绝对产气率,l/d;i1,i2分别表示第一次取样和第二次取样测得油中组分i气体浓度,?滋L/L;t表示二次取样间隔中的实际运行时间,d

5、;表示变压器总油量,t;?籽表示油的密度,t/3。该计算式没有考虑气体的逸散损失,对于开放式变压器,这种气体逸散损失是不可无视的,计算式(1)只适用于封闭油箱或隔膜密封变压器。变压器绝对产气率注意值如表1所示。绝对产气率表示法具有计算方法简单、能直接反映出故障性质和开展程度等优点,在理论中得到了应用。3.2故障类型诊断方法三比值法。三比值法是指采用五种特征气体的三比照值,以不同的三比照值和不同的比值范围来进展编码,来判断变压器的故障。三比值法的编码规那么和故障类型判断分别如表2和表3。在应用三比值法时要注意的是,只有当油中气体和产气速率超标时才能应用三比值法,对于气体含量和产气速率正常的变压器

6、,比值没有意义。三比值法的缺乏。目前DL/T722-2000已推荐表2和表3的三比值法作为设备内部故障诊断的主要方法,此方法可以简单、有效的判断变压器的故障,但在实际应用中也存在一些缺乏。例如编码盲点问题,对于有些编码,找不到对应的故障;对于复合故障的判别,也不令人满意;而且,三比值法只能大致判断出故障的性质,无法确定故障发生的部位,因此无法提出具有针对性的维修措施以迅速排除故障。虽然三比值法有上述一些缺点,但是三比值法作为一种有效诊断变压器内部故障的方法的重要性是毋容置疑的。4变压器故障诊断步骤根据数据分析结果进展内部故障诊断时,应按如下思路进展诊断:判断有无故障;判断故障类型:如低温过热、高能量发电等;诊断故障的状况:故障功率、故障源面积、故障点部位、严重程度等;提出处理措施:如能否正常运行,继续运行能否保证设备本身的平安性,或是否需要停运检修等。当通过气相色谱仪分析得出油中气体含量数据之后,建议按图1进展变压器内部状况的诊断。5结语油中溶解气体分析的目的是用来检测变压器内部是否存在埋伏性故障,理解故障发生的原因、类型和严重程度,并预测设备的将来状态。但造成油中溶解气体增长的原因多种多样,如有时油中故障特征气体的产生与运行和检修有关。因此,当根据油中气体分析认为可能存在内部故障时,还应结合电气、化学实验结果和运行检修史,以及外部检查等进展综合判断。这样,不仅