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变压器故障的判断

作者:小T来源:泰特仪器日期:2019-01-25

泰特仪器面向绝缘油生产企业和充油电器设备厂家推出变压器绝缘油专用气相色谱仪,绝缘油色谱分析是判断变压器故障的重要手段。其原理是当变压器发生故障时,由于电、热化学作用,部分烷烃、环烷烃会断链,从而分解出低分子的H2、CH4、C2 H2等气体。通过检测这些分解气体在绝缘油中的含量,间接判断出故障严重程度和故障部位。但导则中特征气体判别法和三比值法在实际工作中常常会给没有经验的分析工作者误导,因此较为准确地判断变压器类设备的故障是绝缘油色谱分析工作者必备的能力,以下是泰特仪器对气相色谱试验分析变压器类设备故障的介绍。

1色谱分析判断变压器电气故障类型

1.1放电类故障

1.1.1局部放电故障

在高电压的作用下,绝缘结构内部的气隙、油膜或导体的边缘发生非贯穿性的放电现象称为局部放电。一般来说,当油中存在气泡或固体绝缘材料中存在空穴或空腔时,由于气体的介电常数小,在交流电压下所承受的场强高,但其耐压强度却低于油和纸绝缘材料,在气隙中容易首先引起放电。另外,还受外界环境条件的影响。如油处理不彻底,运行时油中析出气泡等,气泡在上升的电场强度比较大的地方就会引起放电。

1.1.2低能放电故障

故障点固定且能量大于10-6 C时,一般会产生持续的火花放电。常见的火花放电一是由悬浮电位引起的。一般个别金属部件由于结构原因,或运输过程和运行中造成接触不良或断开,会形成悬浮电位。具有悬浮电位的物体附近的场强较集中,会形成悬浮电位而引起火花放电;另外常见的变压器发生火花放电故障的主要原因是油中杂质的影响。在强电场中杂质会被极化,于是放电首先从这部分油中开始发生和发展,油在高场强下游离而分解出气体,使气泡增大,游离又增强。而后逐渐发展,使整个油间隙在气体通道中发生火花放电,所以,火花放电也可能在较低的电压下发生。

1.1.3电弧放电故障

电弧放电是高能量放电,常以绕组匝层间绝缘击穿为多见,其次为引线断裂或对地闪络等故障,有时也见于雷击故障。电弧放电故障由于放电能量密度大,故产气急剧。由于电弧冲击电介质,使绝缘纸穿孔、烧焦或炭化,使金属材料变形或熔化烧毁,严重时会造成设备烧损,甚至发生爆炸事故。

3种放电形式既有区别又有一定的联系,区别是指放电能级和产气组分,联系是指局部放电是其他两种放电的前兆,而后者又是前者发展后的一种必然结果。由于变压器内出现的故障,常处于逐步发展的状态,同时大多不是单一类型的故障,往往是—种类型伴随着另一种类型,或几种类型同时出现。

1.2过热类故障

1.2.1低温过热

一般过热点温度低于300℃的过热称为低温过热。常见的原因有变压器由于负荷过大或者设计不合理导致的运行温度长期高于正常值,铁心多点接地有时也会引起此类故障。

1.2.2高温过热

一般热点温度高于700℃的过热称为高温过热,通常是变压器引线等大电流导通的部分接触不良等故障引起的。

1.3其他故障

这类故障包括潜油泵叶片与蜗壳摩擦、潜油泵电源线放电等潜油泵类故障,以及在变压器外壳上进行焊接等作业时引起的色谱异常等伪故障。

2、故障判断的一般步骤

(1)通过C2H2的含量和历史值的对比,判断设备放电故障和过热故障;

(2)在判断放电故障时通过H2和CH4的比例关系判断放电能量。特别针对电弧放电判断,要以C2H2的绝对值变化为主;

(3)通过总烃的增长判断过热故障,再通过C2H4在总烃中的占比判断过热程度。一般的高温过热有时伴有微量C2H2产生。

3、色谱数据异常故障判断需要注意的问题

(1)判断故障优先用特征气体判别法,尤其重视C2H2对故障判别的意义;

(2)使用导则推荐的三比值法时,将故障气体各组分值减去最近一次色谱分析正常的对应组分值后再计算三比值。对于C2H2含量极大(>100×10-6)或含量极小(<0.5×10-6)时,不宜使用三比值法判定故障;

(3)重视产气速率对故障判断的意义,尤其是高温过热故障;

(4)对于瓦斯继电器聚集有气体的故障变压器,要将瓦斯继电器中的气体采样并进行色谱分析,而后将色谱数据按照奥斯瓦尔德系数模拟还原到油中,若C2 H2、H2等特征气体含量明显高于油中对应气体含量,可以判别是急性故障,要特别予以重视;

(5)对于单一C2H2超标,其他组分无异常的,要了解变压器壳体是否有焊接作业,变压器油是否受到污染。强油循环的变压器要通过启停潜油泵来判断是否是潜油泵故障带来的影响。
 



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