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(guò)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(lèi)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(guò)標(biāo)準(zhǔn)150μL/L，已縮短色譜檢驗(yàn)周期，觀察有緩慢增長(zhǎng)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(guò)注意值。其中主要為甲烷含量微量上升，乙烯和乙烷無(wú)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(lèi)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(wú)異常情況，診斷故障的類(lèi)型、大致部位、嚴(yán)重程度和發(fā)展趨勢(shì)的技術(shù)。可以發(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(lèi)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(lèi)型。

常用兩種方法：特征氣體法和比值法兩類(lèi)。

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(lái)分析判斷變壓器內(nèi)部故障類(lèi)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(lèi)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(lái)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(lài)關(guān)系，從無(wú)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(lèi)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(lái)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(wú)故障及故障類(lèi)型、如;過(guò)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(zhǎng)的故障分析過(guò)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(guò)熱所致

2.1.1變壓器裸金屬過(guò)熱有以下特征：總烴含量高，往往超過(guò)注意值150 ul/l，在低溫過(guò)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(guò)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(guò)熱特征.

2.1.2變壓器裸金屬過(guò)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(méi)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(guò)注意值.三比值法不適用.絕對(duì)產(chǎn)氣速率4.21 ul/l，超過(guò)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(guò)熱主要包括：分接開(kāi)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(guò)熱、鐵芯間歇性接地，潛油泵金屬過(guò)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(guò)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(wú)滲漏現(xiàn)象。

已檢查完，未見(jiàn)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(wú)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(guò)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(guò)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(guò)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(jiǎn)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(guó)際托克托發(fā)電有限責(zé)任公司檢修部電氣隊(duì)長(zhǎng)。