一臺(tái)主變C相油中總烴超標(biāo)故障的分析及診斷

摘 要：本文主要介紹了X廠4號(hào)主變C相總烴含量超標(biāo)，進(jìn)行絕緣數(shù)據(jù)的趨勢(shì)分析及故障性質(zhì)分析的方法及分析過程，并進(jìn)行故障診斷。

關(guān)鍵詞：絕緣數(shù)據(jù) 故障分析 故障診斷

中圖分類號(hào)：TM621文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A文章編號(hào)：1003-9082（2019）12-0-01

引言

2011年5月10日，定期對(duì)4號(hào)主變C相變壓器油做色譜分析發(fā)現(xiàn)總烴含量達(dá)166.31μL/L，超過標(biāo)準(zhǔn)150μL/L，已縮短色譜檢驗(yàn)周期，觀察有緩慢增長趨勢(shì)。在2011年6月20日總烴含量達(dá)到209μL/L，其中甲烷含量最大為121μL/L，乙烯含量41.53μL/L，乙烷含量46.14μL/L氫氣含量127μL/L，乙炔為0μL/L，一氧化碳和二氧化碳保持穩(wěn)定。4號(hào)主變壓器C相投入運(yùn)行之后，其絕緣油中含有微量乙炔，至2006年5月30日達(dá)到0.15μL/L。利用2006年8月份四號(hào)機(jī)組的小修機(jī)會(huì)對(duì)4號(hào)主變壓器C相按標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行了重新真空濾油處理，處理后乙炔含量為0μL/L，小修完投運(yùn)之后，至2011年05月10日此變壓器油中乙炔含量為0μL/L ，總烴含量緩慢上升，總烴含量一直未超過注意值。其中主要為甲烷含量微量上升，乙烯和乙烷無明顯變化。從以上數(shù)據(jù)可以判斷，4號(hào)主變C相內(nèi)部出現(xiàn)了一定的異常。

4號(hào)主變型號(hào)為DFP—250000/500，XX變壓器廠生產(chǎn)，于2004年7月份投入運(yùn)行，運(yùn)行時(shí)間為7年。

一、變壓器油中溶解氣體故障分析的方法介紹

1.變壓器油中溶解氣體故障分析技術(shù)（DGA）的含義。

變壓器油中溶解氣體故障分析技術(shù)就是基于油中油中溶解氣體類型與變壓器內(nèi)部故障的對(duì)應(yīng)關(guān)系，采用色相色譜分析溶于油中的氣體。根據(jù)氣體的組分及各種氣體的含量判斷變壓器內(nèi)部有無異常情況，診斷故障的類型、大致部位、嚴(yán)重程度和發(fā)展趨勢(shì)的技術(shù)?？梢园l(fā)現(xiàn)早期電氣試驗(yàn)發(fā)現(xiàn)不了的潛伏性故障。是一種非常有效的絕緣監(jiān)督手段。

2.油中溶解氣體的分析四大影響因素

在實(shí)際故障分析中，要結(jié)合各大因素加以綜合分析，綜合判斷。做到準(zhǔn)確判斷故障類型和大致部位。

2.1 故障氣體的累積性

2.2 故障氣體的速率

2.3 故障氣體的特征

2.4 分析結(jié)果的分散性。

3.變壓器溶解氣體故障分析的類型。

常用兩種方法：特征氣體法和比值法兩類。

3.1特征氣體法。利用變壓器內(nèi)不同故障，產(chǎn)生的氣體特征不同，這種利用變壓器故障產(chǎn)生的組分和含量不同。來分析判斷變壓器內(nèi)部故障類別的方法，就叫特征氣體法。特征氣體主要包括總烴（C1-C2）、CH4 、C2H2、C2H4、H2、CO、CO2等。其特點(diǎn)是故障點(diǎn)局部能量密度越高產(chǎn)生的碳?xì)浠衔锏牟伙柡投仍礁撸垂收宵c(diǎn)產(chǎn)生的烴類氣體的不飽和度和故障點(diǎn)的能量密度之間有密切的關(guān)系。主要判據(jù)及標(biāo)準(zhǔn)如下：

判斷變壓器故障性質(zhì)的特征氣體依據(jù)：

3.2 以比值法診斷故障

在以特征氣體診斷變壓器故障中，依據(jù)幾組“關(guān)鍵”特征氣體組分的比值大小來診斷故障dl就叫比值法。依據(jù)DL/T722-2000《變壓器溶解氣體分析與判斷導(dǎo)則》，推薦用改良三比值法。三比值原理是根據(jù)絕緣材料在故障下裂解產(chǎn)生的氣體組分含量的相對(duì)濃度與溫度的相互依賴關(guān)系，從無中氣體中選用兩種溶解度和擴(kuò)散系數(shù)相近的氣體組分組成三對(duì)比值，以不同編碼排列，，依據(jù)編碼規(guī)則和故障類型作為診斷依據(jù)。優(yōu)點(diǎn);消除油的體積效應(yīng)的影響，也克服了因脫氣速率差異所帶來的影響。判斷故障比較準(zhǔn)確。缺點(diǎn)：還未能包括和反應(yīng)變壓器內(nèi)部故障所有形態(tài)。

4.變壓器油中溶解氣體分析診斷流程。

4.1分析氣體產(chǎn)生的原因及變化。

4.2 判斷有無故障及故障類型、如;過熱、電弧放電、火花放電和局部放電等。

4.3 判斷故障的狀況，如故障點(diǎn)溫度、能量、嚴(yán)重程度及發(fā)展趨勢(shì)等

4.4 提出相應(yīng)的措施，如能否繼續(xù)運(yùn)行繼續(xù)運(yùn)行，以及運(yùn)行期間技術(shù)安全措施和監(jiān)視手段，是否吊，等，若需要加強(qiáng)監(jiān)視，應(yīng)縮短下次檢驗(yàn)周期。

二、絕緣油中總烴含量快速增長的故障分析過程

1.檢測(cè)數(shù)據(jù)趨勢(shì)圖（單位μL/L）

油中總烴氣體含量的趨勢(shì)圖

2.數(shù)據(jù)分析及診斷（利用特征氣體分析法和比值法）

2.1裸金屬過熱所致

2.1.1變壓器裸金屬過熱有以下特征：總烴含量高，往往超過注意值150 ul/l，在低溫過熱時(shí)其中CH4為主要?dú)怏w，氫氣含量比較高. 4號(hào)主變C相總烴超過150 ul/l， 甲烷含量最大為121μL/L，乙烯含量41.53μL/L，乙烷含量46.14μL/L氫氣含量127μL/L，乙炔為0μL/L，一氧化碳和二氧化碳保持穩(wěn)定。符合裸金屬低溫過熱特征.

2.1.2變壓器裸金屬過熱還有有以下特征，若氣體中甲烷及氫氣含量比較高，且一氧化碳和二氧化碳?xì)怏w與以往相比變化甚少或正常。4號(hào)主變C相中甲烷氣體占比列高，且一氧化碳和二氧化碳?xì)怏w446 ul/l和2854.49ul/l，變化不大。固體絕緣老化或損傷分解氣體可能性幾乎沒有。

2.1.3三比值法判斷：C2H2/C2H4=0;CH4/H2=0;C2H4/C2H6=0.特征氣體比值為0.0.0.，因上述氣體均未超過注意值.三比值法不適用.絕對(duì)產(chǎn)氣速率4.21 ul/l，超過標(biāo)準(zhǔn)2.5 ul/l，相對(duì)產(chǎn)氣速率0.12%/月，小于10%/月.

2.1.4變壓器裸金屬過熱主要包括：分接開關(guān)接觸不良、引線焊接不良，引線連接螺母松動(dòng)，鐵芯或金屬局部過熱、鐵芯間歇性接地，潛油泵金屬過熱等。

2.1.5綜合以上分析，判斷為此次故障可能是變壓器裸金屬低溫過熱所致。

2.2低能局部放電

2.2.1低能局部放電時(shí)，絕緣油分解的氣體主要是氫氣和少量甲烷和乙烯。

2.2.2綜合分析，總烴含量為209. 4μL/L，甲烷含量最大為121μL/L，乙烯含量41.53μL/L，乙烷含量46.14μL/L氫氣含量127μL/L，乙炔為0μL/L，CO含量為446ul/l，CO2含量為2854.49ul/l。初步判斷故障性質(zhì)可能為未涉及到固體絕緣的裸金屬低能間歇性局部放電。

3.故障進(jìn)一步判斷及采取措施

3. 1進(jìn)一步檢查變壓器的負(fù)壓區(qū)，看有無滲漏現(xiàn)象。

已檢查完，未見異常。

3. 2重新取油樣，到xx電科院進(jìn)行色譜試驗(yàn)，進(jìn)一步判斷最近試驗(yàn)數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性。

此項(xiàng)工作現(xiàn)已經(jīng)完成，試驗(yàn)數(shù)據(jù)與上次試驗(yàn)數(shù)據(jù)大體一致。

3. 3對(duì)4號(hào)主變C相的鐵芯接地運(yùn)行中電流進(jìn)行測(cè)試，檢查有無鐵芯多點(diǎn)接地。

實(shí)測(cè)接地電流67mA未發(fā)現(xiàn)異常。

3.4縮短絕緣油檢驗(yàn)周期，加強(qiáng)跟蹤監(jiān)督。

3.5 確定在檢修時(shí)吊罩檢查。

結(jié)論

通過分析判斷：4號(hào)主變壓器C相絕緣油中總烴含量超標(biāo)原因可能是變壓器裸金屬過熱或未涉及到固體絕緣的裸金屬低能間歇性局部放電。解體檢查結(jié)論：2011年9月20日變壓器解體吊罩大修，發(fā)現(xiàn)變壓器上鐵軛夾件橫擔(dān)螺栓下鐵軛夾件螺栓墊片共有5處有過熱放電現(xiàn)象。原因?yàn)閵A件螺壓釘絲松動(dòng)，與接觸面接觸不良放電，導(dǎo)致油中總烴氣體含量升高。與絕緣變壓器油中溶解氣體數(shù)據(jù)分析和判斷的金屬局部放電的結(jié)論是一致的。

作者簡介：張盛（1972-），男，工程師，畢業(yè)于華北電力大學(xué)，現(xiàn)任內(nèi)蒙古大唐國際托克托發(fā)電有限責(zé)任公司檢修部電氣隊(duì)長。