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變壓器故障的判斷

作者:admin來源:日期:2021-05-21

泰特儀器面向絕緣油生產(chǎn)企業(yè)和充油電器設(shè)備廠家推出變壓器絕緣油氣相色譜儀,絕緣油色譜分析是判斷變壓器故障的重要手段。其原理是當(dāng)變壓器發(fā)生故障時,由于電、熱化學(xué)作用,部分烷烴、環(huán)烷烴會斷鏈,從而分解出低分子的H2、CH4、C2 H2等氣體。通過檢測這些分解氣體在絕緣油中的含量,間接判斷出故障嚴(yán)重程度和故障部位。但導(dǎo)則中特征氣體判別法和三比值法在實(shí)際工作中常常會給沒有經(jīng)驗(yàn)的分析工作者誤導(dǎo),因此較為準(zhǔn)確地判斷變壓器類設(shè)備的故障是絕緣油色譜分析工作者必備的能力,以下是泰特儀器對氣相色譜試驗(yàn)分析變壓器類設(shè)備故障的介紹。

1、色譜分析判斷變壓器電氣故障類型

1.1放電類故障

1.1.1、局部放電故障

在高電壓的作用下,絕緣結(jié)構(gòu)內(nèi)部的氣隙、油膜或?qū)w的邊緣發(fā)生非貫穿性的放電現(xiàn)象稱為局部放電。一般來說,當(dāng)油中存在氣泡或固體絕緣材料中存在空穴或空腔時,由于氣體的介電常數(shù)小,在交流電壓下所承受的場強(qiáng)高,但其耐壓強(qiáng)度卻低于油和紙絕緣材料,在氣隙中容易首先引起放電。另外,還受外界環(huán)境條件的影響。如油處理不徹底,運(yùn)行時油中析出氣泡等,氣泡在上升的電場強(qiáng)度比較大的地方就會引起放電。

1.1.2、低能放電故障

故障點(diǎn)固定且能量大于10-6 C時,一般會產(chǎn)生持續(xù)的火花放電。常見的火花放電一是由懸浮電位引起的。一般個別金屬部件由于結(jié)構(gòu)原因,或運(yùn)輸過程和運(yùn)行中造成接觸不良或斷開,會形成懸浮電位。具有懸浮電位的物體附近的場強(qiáng)較集中,會形成懸浮電位而引起火花放電;另外常見的變壓器發(fā)生火花放電故障的主要原因是油中雜質(zhì)的影響。在強(qiáng)電場中雜質(zhì)會被極化,于是放電首先從這部分油中開始發(fā)生和發(fā)展,油在高場強(qiáng)下游離而分解出氣體,使氣泡增大,游離又增強(qiáng)。而后逐漸發(fā)展,使整個油間隙在氣體通道中發(fā)生火花放電,所以,火花放電也可能在較低的電壓下發(fā)生。

1.1.3、電弧放電故障

電弧放電是高能量放電,常以繞組匝層間絕緣擊穿為多見,其次為引線斷裂或?qū)Φ亻W絡(luò)等故障,有時也見于雷擊故障。電弧放電故障由于放電能量密度大,故產(chǎn)氣急劇。由于電弧沖擊電介質(zhì),使絕緣紙穿孔、燒焦或炭化,使金屬材料變形或熔化燒毀,嚴(yán)重時會造成設(shè)備燒損,甚至發(fā)生爆炸事故。

3種放電形式既有區(qū)別又有一定的聯(lián)系,區(qū)別是指放電能級和產(chǎn)氣組分,聯(lián)系是指局部放電是其他兩種放電的前兆,而后者又是前者發(fā)展后的一種必然結(jié)果。由于變壓器內(nèi)出現(xiàn)的故障,常處于逐步發(fā)展的狀態(tài),同時大多不是單一類型的故障,往往是—種類型伴隨著另一種類型,或幾種類型同時出現(xiàn)。

1.2、過熱類故障

1.2.1低溫過熱

一般過熱點(diǎn)溫度低于300℃的過熱稱為低溫過熱。常見的原因有變壓器由于負(fù)荷過大或者設(shè)計不合理導(dǎo)致的運(yùn)行溫度長期高于正常值,鐵心多點(diǎn)接地有時也會引起此類故障。

1.2.2、高溫過熱

一般熱點(diǎn)溫度高于700℃的過熱稱為高溫過熱,通常是變壓器引線等大電流導(dǎo)通的部分接觸不良等故障引起的。

1.3其他故障

這類故障包括潛油泵葉片與蝸殼摩擦、潛油泵電源線放電等潛油泵類故障,以及在變壓器外殼上進(jìn)行焊接等作業(yè)時引起的色譜異常等偽故障。

2、故障判斷的一般步驟

(1)通過C2H2的含量和歷史值的對比,判斷設(shè)備放電故障和過熱故障;

(2)在判斷放電故障時通過H2和CH4的比例關(guān)系判斷放電能量。特別針對電弧放電判斷,要以C2H2的絕對值變化為主;

(3)通過總烴的增長判斷過熱故障,再通過C2H4在總烴中的占比判斷過熱程度。一般的高溫過熱有時伴有微量C2H2產(chǎn)生。

3、色譜數(shù)據(jù)異常故障判斷需要注意的問題

(1)判斷故障優(yōu)先用特征氣體判別法,尤其重視C2H2對故障判別的意義;

(2)使用導(dǎo)則推薦的三比值法時,將故障氣體各組分值減去最近一次色譜分析正常的對應(yīng)組分值后再計算三比值。對于C2H2含量極大(>100×10-6)或含量極小(<0.5×10-6)時,不宜使用三比值法判定故障;

(3)重視產(chǎn)氣速率對故障判斷的意義,尤其是高溫過熱故障;

(4)對于瓦斯繼電器聚集有氣體的故障變壓器,要將瓦斯繼電器中的氣體采樣并進(jìn)行色譜分析,而后將色譜數(shù)據(jù)按照奧斯瓦爾德系數(shù)模擬還原到油中,若C2 H2、H2等特征氣體含量明顯高于油中對應(yīng)氣體含量,可以判別是急性故障,要特別予以重視;

(5)對于單一C2H2超標(biāo),其他組分無異常的,要了解變壓器殼體是否有焊接作業(yè),變壓器油是否受到污染。強(qiáng)油循環(huán)的變壓器要通過啟停潛油泵來判斷是否是潛油泵故障帶來的影響。
 

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