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變壓器內部故障早期診斷及分析處理

時間：2022-01-05

中試控股技術博士為您解答：變壓器在電力系統中是重要的設備之一，更是電網系統中的核心元件，變壓器的故障會直接對整個電網的可靠性和系統的正常運行產生嚴重影響。因此，開展變壓器故障早期診斷，對保證變壓器長期安全可靠運行，減少不必要的停用，防止設備燒損事故，避免重大經濟損失具有極為特殊的意義。我國電力系統使用的主變壓器多為油浸式變壓器，其內部變壓器油和固體絕緣材料由于受電場、熱、濕度、氧等因素的影響，會逐漸老化、分解，產生少量的氫、低分子烴類氣體、一氧化碳和二氧化碳等氣體，且大部分溶解在油中。當變壓器內部存在潛伏性故障或故障加劇時，油中溶解氣體數量會相應增加。顯然，故障氣體的組成、含量和產氣速率是診斷變壓器故障存在、發展以及故障性質的重要依據，通過檢測變壓器油的色譜情況，對早期診斷變壓器的內部故障和故障性質，提出針對性防范措施，實現安全生產至關重要。

變壓器的內部故障一般可分為兩類：即過熱故障和放電故障，過熱故障按溫度高低，可區分為低溫過熱，中溫過熱與高溫過熱三種情況；放電故障又可依據能量密度的不同，可分為高能量放電、低能量放電和局部放電三種類型。至于機械性故障及內部進水受潮等，將終發展為電性故障而表現出來。
過熱故障是由于有熱應力所造成的絕緣加速劣化。如果熱應力只引起熱源外絕緣油的分解，所產生的特殊氣體主要是甲烷和乙烯，二者之和一般占總烴的80％以上，而且隨著故障點的溫度升高，乙烯所占比例將增加，嚴重過熱會產生微量乙炔。當過熱涉及固體絕緣材料時，除產生上述物質外，還產生大量的一氧化碳和二氧化碳，若無CO、CO2，就可能屬裸金屬局部過熱性故障。

中試控股技術博士為您解答：放電故障是在高電應力作用下所造成的絕緣劣化。高能量放電故障，又稱電弧放電故障，這種故障產氣量大、氣體產生劇烈，運用測定油中溶解氣體的方法不易對其進行預診斷，往往是在出現故障后，我們才可根據油中氣體、瓦斯成分的分析，對變壓器故障的性質和嚴重程度進行診斷。高能量放電故障氣體主要是乙炔和氫，其次是乙烯和甲烷；若涉及固體絕緣，CO的含量也較高；低能量放電故障一般是電火花放電，其故障氣體主要是乙烯和氫。由于其故障能量較小，總烴一般不會高；局部放電故障產氣特征是氫成分多（占氫烴總量的85％以上），其次是甲烷，局部放電的后果是絕緣老化，如任其發展，會引起絕緣損壞，甚至造成事故。

       中試控股技術博士為您解答：變壓器內部故障診斷方法
       1.測定故障特征氣體含量（分析數據）并與油中溶解氣體含量的注意值進行比較。若氣體濃度達到注意值（總烴、氫注意值均為150ppm，乙炔的注意值為5ppm），就應引起注意加強跟蹤分析，查明原因。
       2.雖然注意值在反映故障的概率上有一定的可參考性，但由于受到油中氣體含量、變壓器容量、運行方式、運行年限等相關因素的影響，僅僅根據注意值的分析結果還難以正確診斷變壓器故障的嚴重性，絕不能作為劃分設備有無故障的唯一標準。在此基礎上，還應充分考慮產氣速率等方面的影響，對所診斷的變壓器和查對的特征氣體應有所側重、有所區別。只有這樣，我們才可根據分析進一步確定變壓器有無故障，并對故障的性質作出初步的估計。產氣速率與故障能量大小、故障部位以及故障點溫度等情況直接相關。通過測定故障氣體產氣速率，便可對變壓器內部狀況做進一步的診斷。
       3.為弄清氣體產生的真正原因，避免非故障原因所帶來的誤判斷，在變壓器故障診斷時，我們還應全面了解所診斷變壓器的結構、制造、安裝和運行、檢修以及輔助設備等諸多方面的情況，結合色譜分析數據進行綜合分析，以便正確診斷變壓器有無故障。