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电力变压器故障的色谱分析与判断

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电力变压器故障的色谱分析与推断 变压器作为电力行业的重要设备之一,对于电能经济传输和灵活调配具有十分重要的作用。利用气相色谱仪分析变压器油中溶解气体组份及含量来推断变压器的埋伏性故障,已作为变压器维护、监督的有效手段而得到应用和推广。 1、变压器内部故障产生气味的机理 变压器油是矿物绝缘油,它是由许多不同分子量的碳氢化合物分子组成的混合物,分子中含 CH3、CH2 和 CH 化学基因,并由 C-C 键键合在一起。在变压器运行过程中,如存在热点和放电故障条件,其内部的绝缘油和有机绝缘材料会加剧老化和分解,某些 C-H 键和 C-C 键断裂,产生低分子烃类和 CO、CO2 等气体,也可能生成碳的固体颗粒及碳氢聚合物。 运行变压器内常发生的气体故障主要有过热性故障和放电故障两大类,故障类型及其能量密度,主要决定于故障的性质,不同故障类型产生的气体见表1。 2、故障的识别与故障类型的推断 1.变压器故障情况 武汉供电局曾对局辖珞珈山变电站 3 号主变、江汉路变电站 1 号主变和花山变电站 1 号主变进行周期取样或事故取样,并用美国珀金-埃尔默 PE Autosystem XL 气相色谱仪对其进行分析,其数据见表 2。 以珞珈山 3 号主变为例,2000 年 10 月 9 日,其中性点(110 kV)地刀上零序保护线圈烧毁,压力释放阀喷油,瓦斯动作,本体瓦斯有气体 300 mL 左右。 《变压器油中溶解气体分析和推断导则》(中华人 民 共 和 国 电 力 行 业 标 准 DL-T722-2000) 中 规 定 总 烃 注 意 值 为150μL/L,氢注意值为 150μL/L,相对产气速率大于 10%应引起注意,本例中总烃、H2 均大于 150μL/L,经计算,2000 年 10 月 17 日~11月 7 日的相对产气速率 r=14.7%,2000 年 11 月 7 日~29 日的相对产气速率 r′=25.4%。 即 r′r10%,说明存在故障且进展较为迅速。 2.故障类型推断 珞珈山 3 号主变 H2 含量高,占总烃的 50%以上,C2H2 占总烃 12%,其故障特征气体为 C2H2 和 H2,其次是大量C2H4 和 CH4。根据三比值法,其三比值编码为 102,结合改良电协研法,故障属电弧放电。 3.故障原因分析 珞珈山 3 号主变、江汉路 1 号主变和花山 1 号主变的色谱分析结果、故障原因以及吊心检查结果见表 3。 3、结 论 (1) 变压器运行时出现内部故障原因往往不是单一的,一般存在热点的同时还有局部放电,而且故障是在不断进展和转化的。 (2)...

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