探討變壓器油色譜分析技術(shù)在電容式電壓互感器故障分析中的運用

浙江浙能鎮(zhèn)海發(fā)電有限責任公司 王意興

1 變壓器油的色譜分析技術(shù)概述

色譜分析技術(shù)是指通過對變壓器油中溶解的各種氣體含量進行檢測，然后根據(jù)檢測結(jié)果，來分析變壓器油性能，從而對變壓器等設備內(nèi)部的潛伏性故障，特別是對過熱性、電弧性和絕緣破壞性故障等進行判斷的一種分析技術(shù)。

通過實踐研究表明，采用色譜分析方法具有以下一系列的優(yōu)點：

一是分離效能較高：這種技術(shù)可以將有著相近物理、化學性質(zhì)的物質(zhì)進行分離和分析，比如同位素、有機化合物中的同分異構(gòu)體等；還可以有效地分離和分析那些有著特別復雜組分的混合物，比如石油產(chǎn)品等；二是分析速度較快：采用這種分析方法來分析樣品，即使樣品含有幾十個組分，也不需要太長的時間，通常只需幾分鐘；三是取樣簡便，樣品用量少：取油樣口位置方便，油樣量只要幾毫升，一個分析過程就可以實現(xiàn)；四是分析結(jié)果靈敏度較高：采用這種方法鑒別的組分含量或雜質(zhì)含量可以低到十萬分之一，甚至可以達到百萬分之一；五是適用范圍廣：采用這種方法不僅可以對氣體進行分析，還可以對液體以及包含于固體內(nèi)的氣體進行有效的分析。

2 變壓器油色譜分析技術(shù)在電容式電壓互感器故障分析中的運用

某電廠，其220kV母線電壓互感器采用國產(chǎn)、戶外型、電容式產(chǎn)品，在2005年4月2號投入運行，額定電壓：220kV，額定頻率：50Hz。

在2012年12月2日，運行人員在巡查升壓站內(nèi)電氣設備運行情況時，發(fā)現(xiàn)220kV母線電容式電壓互感器B相有異常聲音，且發(fā)音有規(guī)律性。然后繼保人員檢查其二次回路接線正常，又對該母線壓變進行了測地網(wǎng)絡通信試驗，沒有問題。為查明異聲原因，將該母線壓變改為檢修狀態(tài)，進行進一步檢查。

停電后對該母線壓變的外觀，一次接線情況等進行了檢查，均未發(fā)現(xiàn)異常情況。接著通過測試取得部分電氣參數(shù)如下：

繞組間絕緣電阻全部＞10000MΩ，各端對地絕緣電阻＞10000MΩ，分壓電容器C1值為20250pF，與銘牌標稱電容值偏差為-0.51%；分壓電容器C2值為20230pF，與銘牌標稱電容值偏差為-1.13%。通過分析，這些數(shù)據(jù)結(jié)果均符合相關(guān)的要求和標準。針對問題確實存在的情況，于是通過對母線電壓互感器取油樣，進行油中溶解氣體色譜分析，得出數(shù)據(jù)如下表：

上述數(shù)據(jù)中，油樣中總烴和氫均超過注意值，CO超過300ppm，應考慮固體絕緣過熱的可能性；采用特征氣體判斷法分析，乙炔是故障點周圍絕緣油分解的特征氣體，但本油樣中乙炔（C2H2）含量未測出，判斷可能為低能量的局部放電；氫是油中發(fā)生放電分解的特征氣體，經(jīng)微水分析油樣中含水符合標準。因此，可得出初步分析結(jié)論：該電容式電壓互感器內(nèi)部存在低能量的局部放電和固體絕緣過熱現(xiàn)象。

為對故障性質(zhì)作出進一步的診斷，應用IEC三比值法分析如下：

比值范圍編碼為0 0 2，分析得出結(jié)論：引線接觸不良或絕緣不良造成局部放電，引起故障發(fā)生的可能性最大。

為解決該電容式電壓互感器存在的故障，只有解體該電容式電壓互感器才能進行故障點確定及故障點的最終處理。在解體過程中，發(fā)現(xiàn)其中壓引線對電磁單元下法蘭內(nèi)壁有較明顯的放電痕跡，證實了上述分析結(jié)果是正確的。對其中壓引線進行絕緣處理等措施后，經(jīng)試驗合格，設備恢復安裝，投入正常運行。

放電現(xiàn)象原因分析：中壓引線絕緣材料包覆工藝不良，廠家在制造組裝的過程中，可能損傷到了中壓引線外絕緣。在正常工作的情況下，13kV是電磁單元中壓引線的電壓，因為其絕緣受損，并經(jīng)幾年運行，其絕緣更有老化可能，運行過程中其與金屬部位達到放電距離時就會發(fā)生放電現(xiàn)象，并發(fā)出異聲。交接和常規(guī)預防性試驗是無法有效發(fā)現(xiàn)故障的。

色譜分析結(jié)果（單位ppm）

3 結(jié)語

氣相色譜分析法可根據(jù)變壓器內(nèi)部析出的氣體含量，分析變壓器潛伏性故障，特別是對過熱性、電弧性和絕緣破壞性故障等都能有很好的反映。近些年，通過此法已發(fā)現(xiàn)了很多隱患。目前該方法已被正式列為變壓器交接和預防性試驗項目。

通過上文的敘述分析，變壓器油色譜分析法在實際的工作中同樣適用于電容式電壓互感器故障分析，特別是懷疑有潛伏性缺陷存在于電容式電壓互感器電磁單元的內(nèi)部，色譜分析法具有一定的優(yōu)勢，對及時、正確發(fā)現(xiàn)缺陷、解決故障、保障電網(wǎng)安全意義重大。

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