气相色谱分析在变压器故障诊断中的应用

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1、气相色谱分析在变压器故障诊断中的应用　　【摘要】阐述了变压器油劣化的机理，通过工作中正确消除缺陷的实例，分析了气相色谱分析在变压器潜伏性故障综合诊断中的应用，同时也指出了气相色谱分析在故障诊断中的不足之处及注意事项，防止误判。　　【关键词】色谱分析变压器故障诊断　　　　1　引言　　　　气相色谱分析是对不停电情况下所采集的变压器内的油样进行溶解气体分析，并根据分析结果来诊断变压器状况的一种方法。变压器发现故障时，绝缘裂解产生气体，只有当油中气体饱和后，才能从瓦斯继电器反映出来，过去人们习惯上用点燃瓦斯气的方法，

2、往往不能确定故障原因，若故障发展不到一定的程度，即便是电气试验的电气量也不能充分体现变压器的状态，甚至造成误判，而根据油中溶解气体的含量来分析诊断变压器内部的潜伏性故障，是比较灵敏有效的。　　　　　　2　变压器内部故障的诊断　　　　当变压器内部发生过热、放电性故障时，势必导致故障点附近的绝缘物分解，分解产生的气体不断地溶解在变压器油中，故障的性质不同，产生的气体组分也不同。即便是故障性质相同，由于故障的程度不同。产生的气体数量也不相等。由油或固体绝缘材料分解产生的气体形成气泡，在油里经对流、扩散，不断地溶解在

3、油中，这些故障气体的组成和含量与故障的类型及其严重的程度有着密切的关系，因此，分析溶解于油中的气体就能尽早发现设备内部存在的潜伏性故障，并可随时监视故障的发展状况。　　气相色谱分析法就是根据故障情况下产气的累计性、产气速率和产气的特性来检测与诊断变压器等充油电气设备内部的潜伏性故障，下面通过实例来说明色谱分析法在变压器故障诊断中的应用。　　　　2.1　实例1　　1996年，某公司西郊1#主变(SFSZ7-50000/110)可燃性气体含量上升，其色谱分析结果见表1　　根据GB7252-87《变压器油中溶解气体

4、分析和判断导则》规定，总烃(C1＋C2)含量注意值为150uL/L，其中C2H4和CH4占较大比例，C2H2所占成分很小。甚至没有，即没达到规定注意值5uL/L，从色谱分析中各气体组分含量、各组分间的比例关系和得到的编码022，可判断变压器内部有裸金属高温过热，由于在总烃含量中C2H4为主导，故可诊断为磁路局部过热。　　随后我们又通过常规试验，发现油理化闪点下降7℃，铁心的绝缘电阻几近零值，可以断定铁心存在多点接地故障。为了保证变压器的安全运行。对西郊1#主变进行了吊罩检查，发现在铁心底部有一些杂质，同时还发

5、现铁心底部有一小片硅钢片下脚料，很显然，上述分析诊断是正确的。　　通过清除杂质、真空注油及脱气处理等，铁心的绝缘电阻上升为2000MΩ，变压器运行一年后油样的气相色谱分析结果如表2。　　　　很显然，故障处理后，油中的各种气体组分均已正常，达到了规程的要求，现该变压器仍在安全运行。　　　　2.2　实例2　　2004年，在对古彭变电所110kV1#主变(SZ9-5000/110)跟踪试验中发现C2H2超标，H2也在不稳定增长，气相色谱分析跟踪结果如表3。　　显然。表中数据的总烃不是很高。主要特征气体是

6、H2和C2H2，三比值(C2H2/C2H4、CH4/H2、C2H4/C2H6)分析编码为201，初步诊断变压器内部存在低能量火花放电故障，但是，通过一年多的跟踪分析发现H：和C2H：含量变化较大，且有不稳定的增长趋势，考虑到该变压器是负荷较大的市中心变压器，有载调压开关切换较频繁，档位切换时会产生大量的H2和C2H2，持续不稳定增加的含量可能与有载调压开关的切换次数有关。后经停电进行电气试验，其中直流电阻、直流泄漏电流、铁心对地绝缘、绕组及本体电容量测量、低电压空短路等试验，与历史数据比较均无异常现象，因此可

7、以排除变压器本身存在潜伏性故障的可能，分析认为有载调压开关油箱向本体油箱渗漏的可能性较大。于是我们在2006年3月对该变压器的有载调压开关吊出进行检查，将有载开关室中的油抽净处理后，发现本体油箱中的油向有载开关室渗漏，问题出在有载调压开关中性点触头密封环外壁联结螺栓处密封不良造成，原因为外壁密封圈缺少平垫片，其外接高压侧(110kV)中性点引线使其受力，造成压力不均匀，进而造成密封缺陷。针对上述缺陷配合厂家技术人员进行了密封处理，并重新对中性点引线进行压接，同时对本体油箱中的油进行热油循环及脱气处理，处理后油

8、样进行了跟踪分析，达到了规程的要求，该变压器在系统中已正常运行。　　　　　　3　结语　　　　变压器内部的潜伏性放电故障极易造成变压器事故，从而引起供电中断，C2H2是放电性故障的特征气体，一旦出现，即使小于规程中的注意值5uL/L，也应引起足够的重视，另外，气相色谱分析对运行设备内部早期故障的诊断虽然灵敏，但由于这一方法的技术特点，在故障的诊断上也有不足之处，不同故障类型(如局部放电、进水受潮)的故