油浸式变压器油中气体分析CO异常课件

1、油浸式變壓器油中氣體分析CO異常廖家宏 瑞晶電子/廠務工程部 2010/9/28油中氣體分析概述說明:油中氣體分析功能說明Rexchip R1 電力架構與MTR負載狀況說明檢視規範管制值:IEEE C57.104-91 & IEC 60599 & TPC與本廠檢驗數據比較本廠油中氣體分析檢視:CO異常增生初期CO生成的因素分析手法糠醛分析改善後追蹤:停機內檢CO增生率檢查加強散熱後比對結論 and Q & ASUMMARY油中氣體分析概述說明:油中氣體分析功能說明Rexchip R1 電力架構與MTR負載狀況說明檢視規範管制值:IEEE C57.104-91 & IEC 60599 & TPC

2、與本廠檢驗數據比較本廠油中氣體分析檢視:CO異常增生初期CO生成的因素分析手法糠醛分析改善後追蹤:停機內檢CO增生率檢查加強散熱後比對結論 and Q & A:SUMMARY1-1 油中氣體分析概述: 油浸式變壓器於運轉過程中會伴隨產生氣體，這些氣體可能因正常的 老化而少量生成，更有可能是因故障而產生大量氣體或高能量之氣體，根 據所呈現的氣體種類及濃度，經由換算即可推斷變壓器故障的肇因，絕緣 油一般分析九種氣體：氫、氧、氮、甲烷、乙烷、乙烯、乙炔、一氧化 碳、二氧化碳等。 主要出現之氣體 故障類別 1.氫、乙炔 油中電弧 2.氫、(甲烷少量) 油中電暈 3.乙烯、(甲烷、乙烷少量) 油過熱 4

3、.一氧化碳 絕緣材料過熱 5.氫、甲烷、乙烯、乙炔 初期過熱，而後惡化為電弧 6.氫、乙炔、一氧化碳、二氧化碳 固體絕緣材料的電弧 7.氫、甲烷、乙烯、一氧化碳、 二氧化碳 絕緣材料或其附近的過熱 8.甲烷、乙烯 正常老化 9.氧 空氣滲入1-2 瑞晶R1廠電力架構與負載狀況:161KV GIS主變電站 GCB-R12000主變壓器#2台電架空線路轉地下線路供電特高壓氣體絕緣開關GIS台電電源161KV(山、海線)161/22.8KV 75MVA 主變壓22.8KV 開關設備主變壓器#1主變電站 GCB-R1100022.8KV 開關設備161/22.8KV 75MVA 主變壓變壓器負載相當平

4、均油中氣體分析概述說明:油中氣體分析功能說明Rexchip R1 電力架構與MTR負載狀況說明檢視規範管制值:IEEE C57.104-91 & IEC 60599 & TPC與本廠檢驗數據比較本廠油中氣體分析檢視:CO異常增生初期CO生成的因素分析手法糠醛分析改善後追蹤:停機內檢CO增生率檢查加強散熱後比對結論 and Q & A:SUMMARY2-1 IEEE C57.104-91 & IEC 60599 & TPC 規範比較根據IEC60599對全球15個個別系統,超過15,000台電力變壓器長期追蹤，得到各氣體典型濃度，CO正常值約在540900PPM。再進一步根據IEEE的檢測建議值

5、比對，CO正常濃度約小於350PPM。根據台電現行161KV變壓器油中氣體分析基準來看，CO正常濃度約小於300PPM。若依據變壓器製造廠以及使用區域環境狀況來看，以本廠應參考台電的基準較適合。 IEC60599 90%電力變壓器典型氣體濃度表 單位L/LTR次要形式H2CH4C2H6C2H4C2H2COCO2無OLTC6015040110509060280350540900510013000連通OLTC7515035130507011025080270400850530012000 狀態 TPC 161kv變壓器油中氣體分析基準 單位PPMH2 CH4 C2H6 C2H4 C2H2 CO T

6、DCG TDCG （PPM/年）注意100150150100Trace 300650250異常20030030020015600130060由上表可以看出本廠僅有CO值大於TPC以及IEEE的管制值。除了CO以外的特徵氣體無明顯增生。2-2 與本廠檢驗數據比較油中氣體分析概述說明:油中氣體分析功能說明Rexchip R1 電力架構與MTR負載狀況說明檢視規範管制值:IEEE C57.104-91 & IEC 60599 & TPC與本廠檢驗數據比較本廠油中氣體分析檢視:CO異常增生初期CO生成的因素分析手法糠醛分析改善後追蹤:停機內檢CO增生率檢查加強散熱後比對結論 and Q & A:SUM

7、MARY3-1.1 CO異常增生初期TPC CO管制值:300PPMIEEE Std C57.104-91管制值:350 PPM增生率異常攀昇3-1.2 增生率分析氣體增生率計算公式: 3-2 CO生成的因素殘留物木炭 木材H2、CO2、CO、CH4焦油、醋酸氣體 乾餾揮發物液體 (加熱)(木煤氣)CO怎麼來的 ?氣體增生情況模擬在正常情況時負載率沒有太大變化之下，氣體增生情形如黑色線，反之若問題點一直存在如紅色線。 若只有一個問題點存在時，勢必key gas會為一特定比例，隨時間增加。3-3.1分析手法GasT3-3.2分析手法確認檢查數據的正確性更改取樣頻率追蹤委請第三公正單位協助取樣分析

8、變更取樣方式交叉比對針筒式取樣3-3.3分析手法根據杜南保比值法檢視檢視歷史數據各氣體在TDCG相對比例取自三菱電機技報，變壓器之預防保養技術，Vol.66No121992。 杜南保比值是跟各特徵氣體占TDCG的比例特徵來觀察故障類型。由上表得知本廠歷年CO/TDCG都是90%以上。比對杜南保比值法此為過熱纖維質的特徵比例。導致絕緣紙過熱的因素絕緣紙劣化之因子有熱、水分、氧。內部熱流循環不良，造成局部過熱。本廠歷年油品含水量 30KV為正常 3-3.4分析手法油品分析結果含水率皆小於25PPM ，無含水率過高之虞。油品介電強度皆大於30KV，代表油品無劣化的可能。3.4 糠醛分析確認絕緣紙狀況

9、 絕緣紙劣化所產生的生成物包含了有機酸、水分、碳酖(calbonyl) 、乙醚 (ether)、乙醛、糠醛等物質，若絕緣紙真的劣化，那勢必可以利用糠醛分析來檢驗之。異常值為4000 PPB檢視檢查項目還有哪裡有問題?油品含水量 OK 油品介電強度 OK糠醛分析 OKPD檢測 OK可以確認CO的確是過高，異常增生。唯一點尚未查證，內部局部過熱 。 開蓋檢查重點一次側套管以及二次側接線箱，檢查接點是否有鬆動。內部絕緣紙是否有受熱破壞而變色的情形 。油中氣體分析概述說明:油中氣體分析功能說明Rexchip R1 電力架構與MTR負載狀況說明檢視規範管制值:IEEE C57.104-91 & IEC

10、60599 & TPC與本廠檢驗數據比較本廠油中氣體分析檢視:CO異常增生初期CO生成的因素分析手法糠醛分析改善後追蹤:停機內檢CO增生率檢查加強散熱後比對結論 and Q & A:SUMMARY4-1.1停機內檢開一次側套管檢查接點與絕緣紙 並蓋上透明PVC膠膜防止灰塵污染一次側檢查4-1.2 停機內檢發現密封墊有受熱變形的情形 開二次側接線箱檢查 於檢查螺絲磅數時發現螺絲鬆動(紅圈處) 內部絕緣紙檢查(絕緣紙顏色較深) 二次側檢查友廠絕緣紙劣化實際照片4-1.3 停機內檢可以看到絕緣紙變成深咖啡色絕緣紙顏色比較一次側絕緣紙檢查 二次側絕緣紙檢查 友廠絕緣紙劣化照片 4-1.4 停機內檢絕緣紙顏色比較比較結果絕緣紙顏色深度一次側二次側友廠劣化。一次側受熱程度小於二次側。因二次側螺絲鬆動造成局部過熱，由此可以看出端倪。4-2 CO增生率檢查CO增生率確實穩定了，且半年內僅增加3PPM 。其他特徵氣體並無明顯增加。濾油後油中氣體分析數據MTR 油溫比較4-3.1加強散熱後比對MTR#2未加強散熱MTR#1加強