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    基于油色譜分析的變壓器故障診斷與應(yīng)用

    2017-03-09 15:48:21
    環(huán)球市場 2017年36期
    關(guān)鍵詞:充油色譜分析鐵芯

    劉 艷

    國網(wǎng)上饒供電分公司

    引言

    隨著智能化電網(wǎng)的發(fā)展,根據(jù)電網(wǎng)新設(shè)計(jì)、新技術(shù)和新設(shè)備技術(shù)要求,其檢測手段和試驗(yàn)方法也需要同步更新,新的檢測技術(shù)給傳統(tǒng)的試驗(yàn)分析帶來新的挑戰(zhàn)。在智能化電網(wǎng)發(fā)展的變革中,我們應(yīng)始終堅(jiān)持以精準(zhǔn)、科學(xué)有效的數(shù)據(jù)來“丈量”每一臺(tái)大型電力變壓器的實(shí)時(shí)運(yùn)行狀態(tài),提升檢測流程,完善在線監(jiān)測管理,并依據(jù)國家標(biāo)準(zhǔn)標(biāo)和企業(yè)規(guī)范,科學(xué)調(diào)配人力、資源,實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)“雙重化”規(guī)范管理,提升了設(shè)備檢測水平,同時(shí)也提高了檢測準(zhǔn)確率,并樹立了良好的企業(yè)形象。

    1 .油色譜分析法

    油色譜分析法油色譜分析以發(fā)現(xiàn)設(shè)備早期潛伏性故障為主,是一種靈敏、有效的方法。變壓器發(fā)生局部放電、火花放電和電弧放電時(shí)都會(huì)伴隨過熱問題,必然會(huì)引起相應(yīng)的故障特征氣體產(chǎn)生。變壓器本體的健康狀況與油中的氣體含量密切相關(guān),根據(jù)氣體含量診斷變壓器等充油電氣設(shè)備故障,防止設(shè)備事故于未然是極其重要的。判斷故障性質(zhì)最常用的是三比值法。

    2 .背景分析

    2.1 智能化電網(wǎng)狀態(tài)檢修管理的需要

    近年來,隨著智能化變電站的逐步增多,工作任務(wù)越發(fā)繁重,根據(jù)國家電網(wǎng)公司關(guān)于進(jìn)一步提高用戶供電可靠性的要求,66kV及以上電壓等級(jí)的變電站均實(shí)現(xiàn)無人值守,傳統(tǒng)的周檢、月檢、季檢及臨時(shí)性抽檢模式已跟不上智能化電網(wǎng)狀態(tài)檢修試驗(yàn)步伐;如何提升油色譜監(jiān)督管理工作,實(shí)現(xiàn)充油設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)的可控、能控、在控,是新形勢下油色譜試驗(yàn)人員所面臨的新的挑戰(zhàn)。變壓器油色譜在線監(jiān)測裝置的推廣與應(yīng)用,加強(qiáng)絕緣油色譜離線與在線監(jiān)測一體化流程建設(shè),為狀態(tài)檢修提供技術(shù)支持。

    2.2 傳統(tǒng)繁瑣的檢測流程工作效率低

    傳統(tǒng)的檢測模式需要到現(xiàn)場采集油樣回到試驗(yàn)室進(jìn)行試驗(yàn)、分析及資料收集,工作時(shí)間較長,試驗(yàn)周期較長,對(duì)于突發(fā)事件處理及故障原因分析存在缺陷;變壓器油色譜在線監(jiān)測裝置的應(yīng)用,為提高工作效率,節(jié)約維護(hù)成本,不斷提高優(yōu)質(zhì)服務(wù)的工作水平成為可能;一項(xiàng)新技術(shù)的推廣與應(yīng)用,必須采用先進(jìn)的管理模式,打破傳統(tǒng)工作模式,激發(fā)員工工作狀態(tài),以實(shí)現(xiàn)提高充油設(shè)備內(nèi)部故障診斷精度。

    3 .變壓器故障分析

    變壓器導(dǎo)電部分故障主要包括引線與將軍帽接觸不良、引線與繞組焊接質(zhì)量不良、有載分接開關(guān)經(jīng)常動(dòng)作部件接觸不良或燒損、繞組變形、絕緣類故障。變壓器絕緣由絕緣紙、絕緣墊塊和絕緣油組成。當(dāng)變壓器內(nèi)部受潮或進(jìn)入雜質(zhì)時(shí),絕緣材料將加速老化或裂解。在電或熱的作用下,固體絕緣材料主要分解為CO、CO2,而絕緣油主要分解為CH4、C2H6、C2H4,當(dāng)溫度高于1000℃時(shí)會(huì)有較多的C2H2產(chǎn)生,油裂解還會(huì)伴隨著H2的增加。變壓器絕緣材料的故障發(fā)展較為緩慢,一般可通過色譜分析來及時(shí)發(fā)現(xiàn)。

    4 .油色譜分析的變壓器故障診斷與應(yīng)用

    4.1 油樣跟蹤取樣

    為進(jìn)一步確認(rèn)油色譜異常,2016年5月11日下午,對(duì)該變壓器本體油樣進(jìn)行復(fù)樣檢測,其結(jié)果與上午的跟蹤試驗(yàn)結(jié)果基本一致,但相比于2016年2月16日油樣跟蹤結(jié)果,各項(xiàng)特征氣體均出現(xiàn)了較大增長,其中C2H2、C2H4、總烴漲幅明顯,C2H2為19μL/L,C2H4為1 400μL/L,總烴為2 200μL/L,三比值為020,指示內(nèi)部可能存在低溫過熱故障,與螺絲松動(dòng)、鐵芯多點(diǎn)接地等有關(guān)。

    4.2 吊芯檢查和缺陷處理

    吊芯后,對(duì)變壓器各側(cè)繞組引出線連接處、繞組匝間絕緣、鐵芯、有載分接開關(guān)進(jìn)行了仔細(xì)檢查。

    4.3 有載分接開關(guān)螺絲松動(dòng)

    吊芯檢查過程中,發(fā)現(xiàn)有載調(diào)壓開關(guān)A4分接頭松動(dòng),對(duì)其進(jìn)行了拆解檢查、打磨、回裝緊固處理。之后,對(duì)整個(gè)有載開關(guān)連接螺絲均進(jìn)行了緊固檢查。

    4.4 鐵芯移位與鐵軛絕緣距離不足

    測量鐵芯絕緣時(shí),發(fā)現(xiàn)鐵芯對(duì)鐵軛有放電現(xiàn)象。經(jīng)檢查,該變壓器鐵芯出廠疊放不規(guī)整,部分外層硅鋼片突出變形,與鐵軛接觸,造成接地。鐵芯變形接地,構(gòu)成了鐵芯多點(diǎn)接地,鐵芯環(huán)流引起變壓器鐵芯過熱,局部過熱的長期作用加速變壓器油分解。對(duì)此,需重新解體變壓器疊放硅鋼片,由于現(xiàn)場大修無法實(shí)施,因此現(xiàn)場對(duì)絕緣低部位進(jìn)行墊絕緣紙板處理。

    4.5 實(shí)現(xiàn)在線監(jiān)測標(biāo)準(zhǔn)化

    變壓器油色譜試驗(yàn)自上世紀(jì)八十年代推廣應(yīng)用以來,該技術(shù)已日趨成熟,而變壓器油色譜在線監(jiān)測裝置的應(yīng)用,對(duì)該技術(shù)提出了新的要求,為更好將變壓器油色譜在線監(jiān)測技術(shù)應(yīng)用于生產(chǎn)實(shí)際,提升變壓器油色譜試驗(yàn)管理水平,基于油氣化學(xué)監(jiān)督管理體系,確立在線監(jiān)測工作流程的建立。建立變壓器油試驗(yàn)數(shù)據(jù)庫,重點(diǎn)對(duì)異常工況前后試驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行比對(duì),分析異常工況下對(duì)變壓器油及設(shè)備本體的影響,規(guī)范傳統(tǒng)檢測診斷方法中不科學(xué)的地方,使變壓器油試驗(yàn)更加科學(xué)化、標(biāo)準(zhǔn)化、規(guī)范化、統(tǒng)一化;通過試驗(yàn)數(shù)據(jù)庫的建立,解決了試驗(yàn)數(shù)據(jù)分散等問題;完善充油設(shè)備運(yùn)行工況的收集整理,實(shí)現(xiàn)充油設(shè)備故障原因溯源。

    4.5 快速檢測故障,準(zhǔn)確判斷原因

    變壓器油色譜檢測體系建立后,首先應(yīng)用到220kV變壓器運(yùn)行狀態(tài)檢測中,取得了較好的效果,如在某220kV變壓器油色譜異常分析中,通過離線數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性,準(zhǔn)確判斷設(shè)備故障性質(zhì)及嚴(yán)重程度,再通過在線監(jiān)測裝置檢測周期短這一特點(diǎn),確定故障發(fā)生的準(zhǔn)確時(shí)間段,一般這一時(shí)間可控制在24小時(shí)以內(nèi),通過該變壓器24小時(shí)內(nèi)的運(yùn)行工況,準(zhǔn)確查明引發(fā)故障的主要原因,提高故障診斷正確率,使異常數(shù)據(jù)分析、診斷工作得到順利進(jìn)行。

    [1]周國梁.油浸式電力變壓器絕緣故障分析和處理[J].通訊世界,2017(24):197-198.

    [2]紀(jì)梁洲,林曉.一起主變油色譜異常情況處理及分析[J].南方農(nóng)機(jī),2017,48(23):184+187.

    [3]陸斌,劉鵬,陳潤晶.變壓器油色譜在線監(jiān)測裝置應(yīng)用與管理[J].科技創(chuàng)新與應(yīng)用,2017(30):136-137.

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