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变压器内部故障早期诊断及分析处理

来源:美端电气   发布时间:2019-02-07 21:31

       变压(气压变量)器在电力系统(system)中是重要的设备之一,更是电网系统中的核心元件,变压器的故障(fault)会直接对整个电网的可靠性和系统的正常运行(Windows)产生严重影响。因此,开展变压器故障早期诊断,对保证变压器长期安全可靠运行,减少不必要的停用,防止设备烧损事故,避免重大经济损失具有极为特殊的意义。我国电力系统使用的主变压器多为油浸式变压器,其内部变压器油和固体绝缘材料(合成树脂)由于受电场、热、湿度、氧等因素的影响,会逐渐老化、分解,产生少量的氢、低分子(Molecule)烃类气体、一氧化碳(C)和二氧化碳(CO2)等气体,且大部分溶解在油中。当变压器内部存在潜伏性故障或故障加剧时,油中溶解气体数量会相应增加。显然,故障气体的组成、含量和产气速率是诊断变压器故障存在、发展以及故障性质的重要依据,通过检测变压器油的色谱情况,对早期诊断变压器的内部故障和故障性质,提出针对性防范措施(指针对问题的解决办法),实现安全生产至关重要。

       变压器的内部故障(fault)一般可分为两类:即过热故障和放电故障,过热故障按温度高低,可区分为低温过热,中温过热与高温过热三种情况(Condition);放电故障又可依据能量密度(单位:g/cm3或kg/m3)的不同,可分为高能量放电、低能量放电和局部放电三种类型。至于机械(machinery)性故障及内部进水受潮(shòu cháo)等,将终发展为电性故障而表现出来。
       过热故障(fault)是由于有热应力所造成的绝缘(insulated)加速劣化。如果热应力只引起热源外绝缘油的分解,所产生的特殊气体(gases)主要是甲烷和乙烯,二者之和一般占总烃的80%以上,而且随着故障点的温度升高,乙烯所占比例将增加,严重过热会产生微量乙炔。当过热涉及固体绝缘材料(Material)时,除产生上述物质外,还产生大量的一氧化(oxidation)碳和二氧化碳,若无C
  O、CO2,就可能属裸金属局部过热性故障。
       放电故障是在高电应力作用下所造成的绝缘劣化。核相器其基本原理是:采集头获取被测高电压相位信号,经过处理后直接发射出去,由核相仪主机接收并进行相位比较与结果定性。高能量放电故障,又称电弧放电故障,这种故障产气量大、气体产生剧烈,运用测定油中溶解气体的方法(method)不易对其进行预诊断,往往是在出现故障后,我们才可根据油中气体、瓦斯成分的分析,对变压(气压变量)器故障的性质和严重程度进行诊断。高能量放电故障气体主要是乙炔和氢,其次是乙烯和甲烷;若涉及固体绝缘,CO的含量也较高;低能量放电故障一般是电火花放电,其故障气体主要是乙烯和氢。由于其故障能量较小,总烃一般不会高;局部放电故障产气特征是氢成分多(占氢烃总量的85%以上),其次是甲烷,局部放电的后果是绝缘老化,如任其发展,会引起绝缘损坏,甚至造成事故。
       变压器内部故障(fault)诊断方法(method)
       1.测定故障特征气体含量(分析数据)并与油中溶解气体含量的注意值进行比较。星授时远程无线核相仪使用时应认真执行本单位安全规章制度,并严格遵守DL408-91安全工作规程(发电厂变电所电气部份)相关规定,仔细保管仪器,定期检查绝缘。若气体浓度达到注意值(总烃、氢注意值均为150ppm,乙炔的注意值为5ppm),就应引起注意加强跟踪分析,查明原因。
       2.虽然注意值在反映故障(fault)的概率上有一定的可参考性,但由于受到油中气体(gases)含量、变压(气压变量)器(Transformer)容量、运行方式、运行年限等相关因素的影响,仅仅根据注意值的分析结果还难以正确诊断变压器故障的严重性,绝不能作为划分设备有无故障的唯一标准。在此基础上,还应充分考虑产气速率等方面的影响,对所诊断的变压器和查对的特征气体应有所侧重、有所区别。只有这样,我们才可根据分析进一步确定变压器有无故障,并对故障的性质作出初步的估计。产气速率与故障能量大小、故障部位以及故障点温度等情况直接相关。通过测定故障气体产气速率,便可对变压器内部状况做进一步的诊断。
       3.为弄清气体(gases)产生的真正原因,避免非故障(fault)原因所带来的误判断,在变压器故障诊断时,我们还应全面了解所诊断变压器的结构、制造(zhì zào)、安装和运行、检修以及辅助设备等诸多方面的情况,结合色谱分析数据进行综合分析,以便正确诊断变压器有无故障。核相器其基本原理是:采集头获取被测高电压相位信号,经过处理后直接发射出去,由核相仪主机接收并进行相位比较与结果定性。
 
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