油中溶解氣體組分分析課件

1、油油 中中 溶溶 解解 氣氣 體體 分分 析析 講課人：侯冰講課人：侯冰國國 網(wǎng)網(wǎng) 技技 術(shù)術(shù) 學(xué)學(xué) 院院二一三年九月二一三年九月 1 2 3主 要 任 務(wù) 4 一、 監(jiān)測(cè)對(duì)象氫氣（H2） 一氧化碳（CO） 二氧化碳（CO2）甲烷（CH4） 乙烷（C2H6） 乙烯（C2H4) 乙炔（C2H2） 一、 產(chǎn)氣機(jī)理紙、層壓板或木塊等固體絕緣材料分子內(nèi)含有大量的無水右旋糖環(huán)和弱的CO鍵及葡萄糖苷鍵，它們的熱穩(wěn)定性比油中的碳?xì)滏I要弱，并能在較低的溫度下重新化合。聚合物裂解的有效溫度高于105，完全裂解和碳化高于300，生成水的同時(shí)，生成大量的CO和CO2及少量烴類氣體和呋喃化合物，同時(shí)油被氧化。 鍵能比

2、較 CH鍵（338 kJmol） CC鍵（607 kJmol） CC鍵（720kJmol） CC鍵（960kJmol） CH鍵（338 kJmol） CC鍵（607 kJmol） CC鍵（720kJmol） CC鍵（960kJmol） 一、 故障氣體特征 故障產(chǎn)生的熱量使絕緣油分解出的氣體形成氣泡，在設(shè)備里經(jīng)過對(duì)流、擴(kuò)散等運(yùn)動(dòng)方式不斷地溶解在油中。這些故障氣體的組成和含量與故障的類型及其嚴(yán)重程度有密切關(guān)系。因此，分析溶解于油中的氣體組分含量就能盡早發(fā)現(xiàn)設(shè)備內(nèi)部存在的潛伏性故障，并可隨時(shí)監(jiān)視故障的發(fā)展?fàn)顩r。 一、 故障氣體特征CHCH4 4，C C2 2H H4 4，C C2 2H H6 6H

3、H2 2，C C2 2H H2 2，COCO，COCO2 2油和紙中電弧油和紙中電弧CHCH4 4，C C2 2H H4 4，C C2 2H H6 6H H2 2，C C2 2H H2 2油中電弧油中電弧H H2 2，C C2 2H H2 2油中火花放電油中火花放電C C2 2H H2 2，C C2 2H H6 6，COCO2 2H H2 2，CHCH4 4，COCO油紙絕緣中局部放電油紙絕緣中局部放電H H2 2，C C2 2H H6 6CHCH4 4，C C2 2H H4 4，COCO，COCO2 2油和紙過熱油和紙過熱H H2 2，C C2 2H H6 6CHCH4 4，C C2 2H

4、H4 4油過熱油過熱次要?dú)怏w組成次要?dú)怏w組成主要?dú)怏w組成主要?dú)怏w組成故故 障障 類類 型型不同故障類型產(chǎn)氣特征不同故障類型產(chǎn)氣特征 一、 光 聲 光 譜 法氣 相 色 譜 法色譜法的分離原理主要是，當(dāng)混合物在兩相間作相對(duì)運(yùn)動(dòng)時(shí)，樣品各組分在兩相間進(jìn)行反復(fù)多次的分配，不同分配系數(shù)的組分在色譜柱中的運(yùn)行速度就不同，滯留時(shí)間也就不一樣。分配系數(shù)小的組分會(huì)較快地流出色譜柱；分配系數(shù)愈大的組分就愈易滯留在固定相間，流過色譜柱的速度較慢。這樣，當(dāng)流經(jīng)一定的柱長后，樣品中各組分得到了分離。當(dāng)分離后的各個(gè)組分流出色譜柱而進(jìn)入檢測(cè)器時(shí)，記錄儀就記錄出各個(gè)組分的色譜峰。 色譜法特點(diǎn)：（）分離效能高； （）分析速度

5、快； （）樣品用量少； （）靈敏度高； （）適用范圍廣。使用光聲光譜技術(shù)檢測(cè)變壓器油中溶解氣體的基本原理如下:()光源輸出穩(wěn)定的紅外光，經(jīng)以一定頻率旋轉(zhuǎn)的調(diào)制盤調(diào)制，透過不同顏色的濾光片，產(chǎn)生周期性（照射與不照射）的窄帶光。()對(duì)采集到的變壓器油進(jìn)行動(dòng)態(tài)頂空脫氣，脫出的氣體經(jīng)氣路進(jìn)入到密封的容器。()利用調(diào)制出的周期性窄帶光對(duì)混合氣體進(jìn)行周期性的激發(fā)，利用不同氣體擁有特定的吸收波長的特性，每一種經(jīng)調(diào)制的窄帶光可使某一種故障氣體周期性的受激退激，從而產(chǎn)生周期性的溫度變化，進(jìn)而導(dǎo)致周期性的壓力變化。()利用氣室兩端的高靈敏度微音器（相當(dāng)于麥克風(fēng)）探測(cè)這種壓力的變化，將其轉(zhuǎn)化成電信號(hào)，通過混合氣體濃

6、度與電信號(hào)之間的對(duì)應(yīng)關(guān)系以及計(jì)算方法，得出某一種故障氣體的濃度。 取樣容器準(zhǔn)取樣容器準(zhǔn)備備 使用密封良好且無卡塞的100mL玻璃注射器 容器清洗方容器清洗方法法 方法一：取樣注射器使用前，按順序用有機(jī)溶劑(無水乙醇或石油醚)、自來水、蒸餾水洗凈，在105下充分干燥后，立即用密封膠帽蓋住頭部待用，保存在專用樣品箱內(nèi)。如果一次清洗多支注射器時(shí)，應(yīng)做好一一對(duì)應(yīng)標(biāo)識(shí)，防止混淆不配套。 方法二：實(shí)驗(yàn)室應(yīng)備有10L左右經(jīng)檢測(cè)合格的新變壓器油(清洗油)，或現(xiàn)場(chǎng)使用將要做色譜分析對(duì)應(yīng)的設(shè)備里的絕緣油；用于100ml玻璃注射器清洗。用注射器抽取20ml左右清洗油，蓋上密封膠帽，上下晃動(dòng)注射器幾次后將油排盡，重復(fù)

7、以上操作5次，完畢后用干凈抹布將注射器外表面搽干凈，立即用密封膠帽蓋住頭部待用，保存在專用樣品箱內(nèi)。 方法一為導(dǎo)則推薦方法；方法一為導(dǎo)則推薦方法；只能在實(shí)驗(yàn)室開展。只能在實(shí)驗(yàn)室開展。方法二為實(shí)踐方法，可論方法二為實(shí)踐方法，可論證后采用。此方法可以在證后采用。此方法可以在實(shí)驗(yàn)室或現(xiàn)場(chǎng)開展。實(shí)驗(yàn)室或現(xiàn)場(chǎng)開展。 現(xiàn)場(chǎng)取樣方法現(xiàn)場(chǎng)取樣方法(1)根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)工作時(shí)間和工作內(nèi)容填寫工作票，履行工作票許可手續(xù)。(2)正確佩戴好安全帽、進(jìn)入工作現(xiàn)場(chǎng),在工作地點(diǎn)懸掛“在此工作”標(biāo)示牌，檢查安全措施是否滿足工作要求，整齊擺放工器具及取樣箱、取樣容器。(3)取樣標(biāo)簽（GB/T 7595-2007）(1)取油樣部位：一般

8、應(yīng)在設(shè)備底部取樣閥取樣，特殊情況下（可以根據(jù)上中下不同部分樣品的檢測(cè)結(jié)果大概判斷故障點(diǎn)，氣體組分結(jié)果大的部位距離故障點(diǎn)近）可以在不同位置取樣。(2)取油樣前應(yīng)確認(rèn)設(shè)備油位正常，滿足取樣要求。(3)核對(duì)取樣設(shè)備和容器標(biāo)簽，用干凈大布將電氣設(shè)備放油閥門擦凈。(4)用專用工具擰開放油閥門防塵罩。(1)取氣樣部位：氣體繼電器的放氣嘴。(2)核對(duì)取樣設(shè)備和容器標(biāo)簽，用注射器抽取少許本體油，潤濕注射器后排空，蓋上密封膠帽，用干凈大布將放氣嘴擦凈。1 準(zhǔn)備工作2取油樣步驟3取氣樣步驟(1)取油樣部位：一般應(yīng)在設(shè)備底部取樣閥取樣，特殊情況下（可以根據(jù)上中下不同部分樣品的檢測(cè)結(jié)果大概判斷故障點(diǎn)，氣體組分結(jié)果大的

9、部位距離故障點(diǎn)近）可以在不同位置取樣。(2)取油樣前應(yīng)確認(rèn)設(shè)備油位正常，滿足取樣要求。(3)核對(duì)取樣設(shè)備和容器標(biāo)簽，用干凈大布將電氣設(shè)備放油閥門擦凈。(4)用專用工具擰開放油閥門防塵罩。 油樣保存運(yùn)輸油樣保存運(yùn)輸1取好的油樣應(yīng)放入專用樣品箱內(nèi)，在運(yùn)輸中應(yīng)盡量避免劇烈震動(dòng)，防止容器破碎，盡量避免空運(yùn)和避光。2.注射器在運(yùn)輸和保存期間，應(yīng)保證注射器芯能自由滑動(dòng)，油樣放置不得超過4天。 注意事項(xiàng)1.應(yīng)在晴天進(jìn)行，取樣后要求注射器芯子能自由活動(dòng)，以避免形成負(fù)壓空腔。 2.取完油樣后，清點(diǎn)工具，清理工作現(xiàn)場(chǎng)，將廢油及廢材料收回統(tǒng)一管理。 3.取油樣結(jié)束15min后應(yīng)對(duì)取樣閥門進(jìn)行檢查，確認(rèn)無滲漏油現(xiàn)象。

10、 4.取樣時(shí)，使用工具適當(dāng)，避免造成閥門滑絲。 5.閥門不宜打開過大，防止取樣閥門脫落造成事故。 6.應(yīng)遵守現(xiàn)場(chǎng)工作相關(guān)安全管理規(guī)程。 1脫氣方法介紹 脫氣脫氣方法方法a方法介紹1脫氣方法介紹b機(jī)械振蕩法操作要點(diǎn)1）振蕩裝置的要求：頻率270280次/ min，振幅35+3mm，控溫精度500.3，定時(shí)精度+2min，注射器放置時(shí)頭部比尾部高出5，且出口嘴在下方，位置固定不動(dòng)。2）振蕩脫氣完畢后，應(yīng)盡快將平衡氣體轉(zhuǎn)移5mL玻璃注射器中，以免氣體與脫過氣的油繼續(xù)接觸，防止各氣體組分有選擇性地回溶進(jìn)入油中而改變其含量。3）脫出的氣樣應(yīng)盡快進(jìn)行分析，避免長時(shí)間地儲(chǔ)存而造成氣體逸散。4）要注意排凈前一

11、個(gè)油樣在玻璃注射器（100mL、5mL）中的殘油和殘氣，以免故障氣含量較高的油樣污染下一個(gè)油樣。1脫氣方法介紹C機(jī)械振蕩法操作案例1)5mL貯氣玻璃注射器的準(zhǔn)備：取5ml玻璃注射器A，抽取少量試油沖洗器筒內(nèi)壁12次后，吸入約0.5ml試油，套上橡膠封帽，插入雙頭針頭，針頭垂直向上。將注射器內(nèi)的空氣和試油慢慢排出，使試油充滿注射器內(nèi)壁縫隙而不致殘存空氣。1脫氣方法介紹C機(jī)械振蕩法操作案例2)試油體積調(diào)節(jié)：將100ml玻璃注射器B中油樣推出部分，準(zhǔn)確調(diào)節(jié)注射器芯至40.0ml刻度(40ml為推薦值，必要時(shí)也可調(diào)整試油體積),立即用橡膠封帽將注射器出口密封。為了排除封帽凹部內(nèi)空氣，可用試油填充其凹部

12、或在密封時(shí)先用手指壓扁封帽擠出凹部空氣后進(jìn)行密封。操作過程中應(yīng)注意防止空氣氣泡進(jìn)入油樣注射器B內(nèi)。1脫氣方法介紹C機(jī)械振蕩法操作案例3)加平衡載氣：取5ml玻璃注射器C，用氮?dú)猓ɑ驓鍤猓┣逑?2次，再準(zhǔn)確抽取5ml氮?dú)?或氬氣),然后將注射器C內(nèi)氣體緩慢注入有試油的注射器B內(nèi),操作示意如下圖。含氣量低的試油，可適當(dāng)增加注入平衡載氣體積，但平衡后氣相體積應(yīng)不超過5ml。氣體組分含量檢測(cè)時(shí)，可采用氮?dú)饣驓鍤庾銎胶廨d氣，如需測(cè)定含氣量，則只能用氬氣做平衡載氣。1脫氣方法介紹C機(jī)械振蕩法操作案例4)振蕩平衡：將注射器B放入恒溫定時(shí)振蕩器內(nèi)的振蕩盤上。注射器放置后,注射器頭部要高于尾部約5，且注射器出口

13、在下部（振蕩盤上按此要求設(shè)計(jì)制造）。啟動(dòng)振蕩器振蕩操作鈕，連續(xù)振蕩20min，然后靜止10min 。室溫在10以下時(shí)，振蕩前，注射器B應(yīng)適當(dāng)預(yù)熱后，再進(jìn)行振蕩。1脫氣方法介紹C機(jī)械振蕩法操作案例5)轉(zhuǎn)移平衡氣：將注射器B從振蕩盤中取出，并立即將其中的平衡氣體通過雙頭針頭轉(zhuǎn)移到注射器A內(nèi)。室溫下放置2min，準(zhǔn)確讀其體積V（準(zhǔn)確至0.1mL），以備色譜分析用。為了使平衡氣體完全轉(zhuǎn)移，也不吸入空氣，應(yīng)采用微正壓法轉(zhuǎn)移，即微壓注射器B的芯塞，使氣體通過雙針頭進(jìn)入注射器A。不允許使用抽拉注射器A芯塞的方法轉(zhuǎn)移平衡氣。注射器芯塞應(yīng)潔凈，以保證其活動(dòng)靈活。轉(zhuǎn)移氣體時(shí)，如發(fā)現(xiàn)注射器A卡澀時(shí)，可輕輕旋動(dòng)注射器

14、A的芯塞。2色譜儀介紹 氣相色譜儀應(yīng)具備熱導(dǎo)檢測(cè)器（TCD）（測(cè)定氫氣、氧氣）、氫焰離子化檢測(cè)器（FID）（測(cè)定烴類、一氧化碳、二氧化碳?xì)怏w轉(zhuǎn)化成德甲烷）、鎳觸媒轉(zhuǎn)化器（將一氧化碳和二氧化碳轉(zhuǎn)化為甲烷）。檢測(cè)靈敏度應(yīng)能滿足油中溶解氣體最小檢測(cè)濃度的要求。2色譜儀介紹氣相色譜流程方框圖 3色譜儀主要組成模塊介紹1）氣路控制模塊 主要作用是為保證進(jìn)樣系統(tǒng)、色譜柱系統(tǒng)和檢測(cè)器的正常工作提供穩(wěn)定的載氣，另外為檢測(cè)器提供必需的燃?xì)饧爸細(xì)?。氣路控制系統(tǒng)的好壞將直接影晌分離效率、穩(wěn)定性和靈敏度，從而直接影響定量的準(zhǔn)確性。氣路控制系統(tǒng)主要由開關(guān)閥、穩(wěn)壓閥、針型閥、切換閥、壓力表、流量計(jì)等部件組成。3色譜儀主

15、要組成模塊介紹2）進(jìn)樣模塊 主要作用是與各種形式的進(jìn)樣器相配合，使有關(guān)樣品快速、定量地送到各類型色譜柱上，進(jìn)行色譜分離。進(jìn)樣系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、使用材料、進(jìn)樣溫度、進(jìn)樣時(shí)間、進(jìn)樣量及進(jìn)樣重復(fù)性都直接影響色譜分離和定量結(jié)果。3色譜儀主要組成模塊介紹3）色譜柱 色譜柱的作用是分離混合物樣品中的有關(guān)組分。色譜柱選用的正確與否，將直接影響分離效率、穩(wěn)定性和檢測(cè)靈敏度。4）檢測(cè)器 檢測(cè)器是氣相色譜儀的心臟部件，檢測(cè)器的性能決定色譜儀的性能，它的功能是把隨載氣流出色譜柱的各種組分進(jìn)行非電量轉(zhuǎn)換，將組分轉(zhuǎn)變?yōu)殡娦盘?hào)，便于記錄測(cè)量和處理。3色譜儀主要組成模塊介紹5）色譜工作站 一般色譜儀只是輸出樣品組分被檢測(cè)器轉(zhuǎn)

16、換后的電信號(hào)，因此必須和工作站配套使用。工作站可以對(duì)色譜儀輸出信號(hào)進(jìn)行記錄和數(shù)據(jù)處理。6）氣路流程 常用的氣路流程有單針三檢測(cè)器、雙針雙檢測(cè)器、單針雙檢測(cè)器等。下面是單針三檢測(cè)器流程圖。3色譜儀主要組成模塊介紹單針三檢測(cè)器氣路流程圖 4操作步驟（中分操作步驟（中分2000）1）色譜儀開機(jī) (1)檢查進(jìn)樣膠墊（若有漏氣隱患則更換）。(2)打開載氣、氫氣、空氣三路氣源，打開儀器及電腦電源，啟動(dòng)工作站。(3) 檢查色譜儀工況，載氣壓力一般在0.1Mpa-0.2Mpa之間（如果壓力過高，則可能氣路有堵塞，如果壓力過低，則可能氣路有漏氣點(diǎn)）。(4）溫度運(yùn)行（儀器升溫）4操作步驟（中分操作步驟（中分200

17、0）(5)等待儀器各部件溫度到達(dá)設(shè)定值。 柱箱溫度一般在60左右，以保證最佳的柱效率和分離度；熱導(dǎo)檢測(cè)器溫度一般比柱箱高10-20，以避免從色譜柱來的物質(zhì)在熱導(dǎo)檢測(cè)器中冷凝；氫焰檢測(cè)器溫度一般在100-200之間，以避免氫焰燃燒產(chǎn)生的水在檢測(cè)器中冷凝；轉(zhuǎn)化爐檢測(cè)器溫度一般在350左右，以保證鎳觸媒的最佳催化效率（CO和CO2能完全轉(zhuǎn)化）。 4操作步驟（中分操作步驟（中分2000）(6)氫焰檢測(cè)器溫度100后，氫焰檢測(cè)器點(diǎn)火（若多次點(diǎn)火失敗，可適當(dāng)加大氫氣流量）。(7)熱導(dǎo)檢測(cè)器溫度達(dá)到設(shè)定溫度后，加橋流。(8)觀察工作站上的檢測(cè)器基線，穩(wěn)定后即可進(jìn)樣分析。（如果是全智能工作站，只需進(jìn)行1、2、

18、3、8步）4操作步驟（中分操作步驟（中分2000）2)儀器標(biāo)定（采用外標(biāo)法）標(biāo)樣圖譜 4操作步驟（中分操作步驟（中分2000）（1）將標(biāo)氣的濃度應(yīng)正確輸入到色譜工作站分析參數(shù)窗口中。 （2）用lmL進(jìn)樣注射器抽取已知各組分濃度的標(biāo)準(zhǔn)混合氣lmL)進(jìn)樣標(biāo)定。工作站自動(dòng)從色譜圖上量取各組分的峰面積，并自動(dòng)保存。（3）標(biāo)定合格判斷：標(biāo)定儀器應(yīng)在儀器運(yùn)行工況穩(wěn)定且相同的條件下進(jìn)行，兩次標(biāo)定的重復(fù)性應(yīng)在其平均值的2以內(nèi)（一般選取氫氣、一氧化碳和甲烷進(jìn)行判斷）。（注意：檢查標(biāo)氣的有效性，過期標(biāo)氣或壓力過低的標(biāo)氣應(yīng)及時(shí)更換。否則會(huì)導(dǎo)致檢測(cè)結(jié)果偏大）4操作步驟（中分操作步驟（中分2000）3）樣品分析（1）儀

19、器標(biāo)定合格后，用lmL進(jìn)樣注射器準(zhǔn)確抽取1mL樣品氣進(jìn)樣分析，工作站得出相應(yīng)譜圖。（2）工作站根據(jù)得到的譜圖與標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)譜圖一一對(duì)應(yīng)自動(dòng)算出樣品各組分含量。（注意：樣品分析應(yīng)與儀器標(biāo)定使用同一支進(jìn)樣注射器，減少誤差。）1充油電氣設(shè)備故障診斷理論依據(jù)l）故障下產(chǎn)氣的累積性（即注意值）2）故障下產(chǎn)氣的加速性（即產(chǎn)氣速率） 3）故障下產(chǎn)氣的特征性：變壓器內(nèi)部在不同故障（或溫度）下產(chǎn)生的氣體有不同的特征。 4）氣體的溶解與擴(kuò)散：電氣設(shè)備無異常時(shí)從取樣閥中取樣具有均勻性、一致性和代表性。2充油電氣設(shè)備內(nèi)部故障診斷步驟1）判斷有無故障：首先查看油中溶解氣體組分含量是否超過注意值？或氣體繼電器中氣體理論值是否

20、大于油中溶解氣體實(shí)測(cè)值？然后看產(chǎn)氣速率是否超過注意值？2）判斷故障類型：特征氣體法、三比值法等。3）判斷故障的狀況：如熱點(diǎn)溫度、故障功率、嚴(yán)重程度、發(fā)展趨勢(shì)以及油中氣體的飽和水平和達(dá)到氣體繼電器報(bào)警所需的時(shí)間等；4）提出相應(yīng)的處理措施：如能否繼續(xù)運(yùn)行，繼續(xù)運(yùn)行期間的技術(shù)安全措施和監(jiān)視手段（如確定跟蹤周期等），或是否需要內(nèi)部檢查修理等。3判斷設(shè)備有無故障1 1） 比比 較較注注意意值值氣體變壓器和電抗器互感器套管氫1050150乙炔000總烴201010設(shè)備氣體組分含量330KV220KV變壓器和電抗器總烴150150乙炔15氫150150一氧化碳*二氧化碳*套管甲烷100100乙炔12氫500

21、5003判斷設(shè)備有無故障1 1）比比較較注注意意值值設(shè) 備氣體組分含 量設(shè) 備氣體組分含 量220KV110KV220KV110KV電 流互感器總 烴100100電 壓互感器總 烴100100乙 炔12乙 炔23氫150150氫1501503判斷設(shè)備有無故障2 2）比比較較產(chǎn)產(chǎn)氣氣速速率率（1 1）絕對(duì)產(chǎn)氣速率）絕對(duì)產(chǎn)氣速率 a) a)計(jì)算公式計(jì)算公式a絕對(duì)產(chǎn)氣速率，mLd； Ci2第二次取樣測(cè)得油中組分i氣體濃度，L/L； Ci1第一次取樣測(cè)得油中組分i氣體濃度，L/L； t二次取樣時(shí)間間隔中的實(shí)際運(yùn)行時(shí)間，d； m設(shè)備總油量，t。3判斷設(shè)備有無故障2 2）比比較較產(chǎn)產(chǎn)氣氣速速率率導(dǎo)則推薦變

22、壓器和電抗器的絕對(duì)產(chǎn)氣速率的注意值導(dǎo)則推薦變壓器和電抗器的絕對(duì)產(chǎn)氣速率的注意值 （單位：（單位：mLd）氣體組分開放式隔膜式氣體組分開放式隔膜式總 烴612一氧化碳50100乙 炔0.10.2二氧化碳100200氫510b b）注意值）注意值3判斷設(shè)備有無故障2 2）比比較較產(chǎn)產(chǎn)氣氣速速率率（2 2）相對(duì)產(chǎn)氣速率）相對(duì)產(chǎn)氣速率 r相對(duì)產(chǎn)氣速率，/月； Ci2第二次取樣測(cè)得油中組分i氣體含量，L/L； Ci1第一次取樣測(cè)得油中組分i氣體含量，L/L； t二次取樣時(shí)間間隔內(nèi)的實(shí)際運(yùn)行時(shí)間，月?？偀N的相對(duì)產(chǎn)氣速率大于總烴的相對(duì)產(chǎn)氣速率大于1010時(shí)應(yīng)引起注意！時(shí)應(yīng)引起注意！3判斷設(shè)備有無故障3 3）

23、繼繼電電器器自自由由氣氣體體判判斷斷（1）方法：通過檢測(cè)自由氣體總組分的含量，利用各組分的奧斯特瓦爾德系數(shù)ki計(jì)算出平衡狀況下油中溶解氣體的理論值，再與從油樣分析中得到的溶解氣體組分的濃度值進(jìn)行比較。（工作站能自動(dòng)算出理論值）（2 2）計(jì)算公式）計(jì)算公式CoiCoikikiCgiCgi式中：式中：CoiCoi油中溶解組分油中溶解組分i i濃度的理論值，濃度的理論值，LLL L； Cgi Cgi繼電器中自由氣體中組分的繼電器中自由氣體中組分的i i濃度值，濃度值，LLL L ki ki組分組分i i的奧斯特瓦爾德系數(shù)。的奧斯特瓦爾德系數(shù)。3判斷設(shè)備有無故障3 3）繼繼電電器器自自由由氣氣體體判判

24、斷斷（3 3）判斷方法）判斷方法a）如果理論值和油中溶解氣體的實(shí)測(cè)值近似相等,則存在兩種可能：一種是故障氣體各組分濃度均很低，說明設(shè)備是正常的，但應(yīng)弄清出這些非故障氣體的來源及繼電器報(bào)警的原因。另一種是溶解氣體濃度超過注意值，且略高于理論值，則說明設(shè)備存在產(chǎn)生氣體較緩慢的潛伏性故障。b）如果理論值明顯超過油中溶解氣體的實(shí)測(cè)值，則設(shè)備內(nèi)部存在產(chǎn)生氣體較快的故障，應(yīng)進(jìn)一步計(jì)算氣體的增長率。 4故障類型的判斷1 1）特征氣體法）特征氣體法 根據(jù)油紙分解的基本原理和大量的模擬試驗(yàn)數(shù)據(jù)總結(jié)出的判斷方法 。4故障類型的判斷2 2）三比值法）三比值法 三比值法是判斷充油電氣設(shè)備故障類型的主要方法，并可以得出

25、對(duì)故障狀態(tài)較為可靠的診斷，一般判斷準(zhǔn)確率可達(dá)95%以上。（1）三比值法編碼規(guī)則 4故障類型的判斷（2）三比值法診斷故障性質(zhì)的依據(jù) 4故障類型的判斷（3）三比值法使用原則假如氣體的比值和以前的不同，可能有新的故障重疊在老故障或正常老化上。為了得到相應(yīng)于新故障的氣體三比值，要從最后一次的分析結(jié)果中減去上一次的分析數(shù)據(jù)，并重新計(jì)算三比值。在使用三比值法判斷設(shè)備故障性質(zhì)時(shí)，應(yīng)注意各種可能降低精確度的因素（試驗(yàn)誤差、計(jì)算的積累誤差等）。其中電壓互感器、電流互感器和套管等設(shè)備判斷準(zhǔn)確率較低。氣體各組分含量超過注意值或氣體增長率超過注意值，已經(jīng)判斷設(shè)備可能存在故障時(shí)，氣體三比值才是有效的，并應(yīng)予計(jì)算。4故障

26、類型的判斷（1）CO2COCO2CO7（國內(nèi)有的經(jīng)驗(yàn)數(shù)值為13）： 應(yīng)懷疑設(shè)備固體絕緣材料過度老化，有條件應(yīng)測(cè)試油中糠醛含量和紙樣的聚合度，然后綜合判斷。CO2CO3：應(yīng)懷疑故障涉及固體絕緣材料（高于200），然后用最后一次的測(cè)試數(shù)據(jù)減去上一次的測(cè)試數(shù)據(jù)，重新計(jì)算比值，以確定故障是否涉及固體絕緣。（主要是由于設(shè)備中絕緣油會(huì)從空氣中吸收CO2、固體絕緣老化及油的長期氧化形成CO和CO2的基值過高，給判斷帶來偏差。）3 3）與三比值法配合診斷故障的其他方法）與三比值法配合診斷故障的其他方法4故障類型的判斷（2）O2/N2 絕緣油在開放式設(shè)備的儲(chǔ)油罐中與空氣作用，或在密封設(shè)備與泄漏的空氣作用，結(jié)果導(dǎo)

27、致一般在油中都溶解有O2和N2。在設(shè)備里，考慮到O2和N2的相對(duì)溶解度，油中的O2/N2接近0.5。運(yùn)行中由于油的氧化或紙的老化需要消耗O2 ，導(dǎo)致比值可能降低。當(dāng)O2/N20.3時(shí)（國內(nèi)有經(jīng)驗(yàn)認(rèn)為O2/N20.1），一般認(rèn)為是出現(xiàn)了氧被極度消耗的跡象（也就是油氧化或固體絕緣老化加速的跡象，應(yīng)引起注意）。4故障類型的判斷（3）C2H2H2 C2H2H2，是反映有載分接開關(guān)油箱滲漏的關(guān)鍵比值。當(dāng)C2H2H2較高，特別是變壓器本體油中 C2H2單值較高，而其他烴類組分較低或無增長時(shí)，很可能是開關(guān)油箱滲漏造成的（由于變壓器正常運(yùn)行時(shí)油中的H2含量都比較高，因此最好以C2H2和H2的增長量的比值C2H

28、2H2來判斷，以減少判斷偏差）。 有載開關(guān)滲漏現(xiàn)場(chǎng)檢查方法：可用干燥空氣或氮?dú)庠谟休d開關(guān)小儲(chǔ)油器上部施加一定的壓力（如002MPa），然后關(guān)閉氣源，保持一定時(shí)間，觀察壓力下降情況。 4故障類型的判斷（4）CH4H2 CH4H2，有助于判斷高溫過熱故障是涉及導(dǎo)磁回路還是導(dǎo)電回路。 CH4H23時(shí)： 應(yīng)懷疑高溫過熱故障涉及到導(dǎo)電回路，如：分接開關(guān)接觸不良、引線接觸不良、導(dǎo)線接頭焊接不良或斷股以及多股導(dǎo)線中股間短路等。 CH4H21時(shí)：應(yīng)懷疑高溫過熱故障涉及導(dǎo)磁回路。但值得注意的是，潛油泵磨損引起的絕緣油過熱所產(chǎn)生的氣體與導(dǎo)磁回路過熱時(shí)產(chǎn)生的氣體非常相似。5故障狀況的判斷1 1）熱熱點(diǎn)點(diǎn)溫溫度度估估

29、算算對(duì)于變壓器油過熱，且當(dāng)熱點(diǎn)溫度高于400時(shí)：當(dāng)涉及固體絕緣裂解，且溫度低于300時(shí)：當(dāng)涉及固體絕緣裂解，且溫度高于300時(shí)：4故障狀況的判斷2 2）故故障障功功率率估估算算油熱解產(chǎn)生lmol體積（標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下為224L）的氣體需要吸收熱能為210kJmol，如果已知單位故障時(shí)間內(nèi)的產(chǎn)氣量，則可導(dǎo)出故障功率估算公式：式中Qi理論熱值，9.38kJL； 故障時(shí)間內(nèi)的產(chǎn)氣量，L； 熱解效率系數(shù)； H故障持續(xù)時(shí)間，s。值可查熱解效率系數(shù)與溫度的關(guān)系的曲線?；蚩筛鶕?jù)該曲線推定出如下近似公式： 局部放電 =1.2710-3 鐵芯局部過熱 =100.00988T9.7 線圈層間間短路 =100.00686

30、T5.83 式中T熱點(diǎn)溫度（）。4故障狀況的判斷3 3）氣氣體體飽飽和和時(shí)時(shí)間間的的估估算算溶解氣體達(dá)到飽和所需要的時(shí)間：式中Ci1i組分（包括O2、N2）第一次分析值，L/L； Ci2i組分（包括O2、N2）第二次分析值，L/L； t兩次分析間隔的時(shí)間，月； Kii組分的奧斯特瓦爾德常數(shù)。4故障狀況的判斷4 4）故故障障面面積積估估算算式中單位時(shí)間產(chǎn)氣量，mL/min； K單位面積產(chǎn)氣速率，mL/mm2min。油裂解產(chǎn)氣速率與溫度的關(guān)系（800）油裂解產(chǎn)氣速率與溫度的關(guān)系（800）5案例分析案例案例1 1 變壓器綜合診斷實(shí)例分析變壓器綜合診斷實(shí)例分析 某臺(tái)SSPL-120000/220型的隔

31、膜式無載調(diào)壓變壓器，油重40t，某年運(yùn)行中取油樣色譜分析，發(fā)現(xiàn)總烴超標(biāo)，立即進(jìn)行跟蹤試驗(yàn)，幾次取樣分析數(shù)據(jù)如下表1所示，同時(shí)經(jīng)電氣試驗(yàn)發(fā)現(xiàn)直流電阻不平衡率有超標(biāo)現(xiàn)象，數(shù)據(jù)如表2。5案例分析表1 變壓器主要色譜分析數(shù)據(jù) （單位：L/L） 組分日期H2CH4C2H6C2H4C2H2COCO2總烴3月25日136279594922.951174167728323月29日1363621258263.7413741753513184月5日11841915210464.7711331620816294月18日-246.6350.32-67.87103381.31注 ： 4月18日測(cè)試數(shù)據(jù)為更換新油后取樣測(cè)

32、得。5案例分析表2 直流電阻測(cè)試數(shù)據(jù) （單位： ）項(xiàng)目項(xiàng)目測(cè)試數(shù)據(jù)（測(cè)試數(shù)據(jù)（）三相電阻三相電阻不平衡率不平衡率（）（）溫度溫度（）A0B0C0高壓高壓檔檔0.36870.36740.39106.4 /分接開關(guān)滾分接開關(guān)滾動(dòng)操作后動(dòng)操作后0.35260.35070.35160.55案例分析1）判斷設(shè)備有無故障（1）比較注意值：以4月5日色譜分析數(shù)據(jù)為依據(jù)，H2和C2H2C2H2含量較高，接近注意值；總烴含量1629L/L ，遠(yuǎn)大于注意值150L/L；（2）比較產(chǎn)氣速率：以3月29到4月5日的分析數(shù)據(jù)算絕對(duì)產(chǎn)氣速率和相對(duì)產(chǎn)氣速率?？偀N絕對(duì)產(chǎn)氣速率：mtCCiia12=（1629-1318）40/

33、（50.896）=2776（mL/d）總烴絕對(duì)產(chǎn)氣速率遠(yuǎn)大于注意值12mL/d。5案例分析%1001(%)112tCCCiiir總烴相對(duì)產(chǎn)氣速率：=（1629-1318）/（13180.167）=141%總烴相對(duì)產(chǎn)氣速率遠(yuǎn)大于注意值10%。綜合以上判斷設(shè)備內(nèi)存在潛伏性故障！5案例分析2）判斷設(shè)備故障類型（以4月5日分析數(shù)據(jù)為依據(jù)）（1）利用三比值法判斷C2H2/ C2H4=4.77/1046=0.0050.1.0； CH4/ H2=419/118=3.553.2； C2H4/ C2H6 =1046/152=6.88 3.2 ；三比值編碼為：022，對(duì)應(yīng)的故障性質(zhì)為“高于700高溫范圍的熱故障”

34、。（2）比值CO2CO=16208/1133=14.313；判斷故障未涉及固體絕緣。（3）由于絕緣油中C2H2組分不占主導(dǎo)地位，且含量不高，所以比值C2H2H2無意義。（4）比值CH4H2 =3.553；判斷高溫過熱故障涉及導(dǎo)電回路。 綜合以上判斷設(shè)備存在導(dǎo)電回路高溫過熱故障，但未涉及固體絕緣！5案例分析3）根據(jù)直流電阻測(cè)試數(shù)據(jù)分析 分接開關(guān)滾動(dòng)操作前，C相電阻值大,三相電阻不平衡率為6.4，大于2，滾動(dòng)操作后，A、B兩相電阻值變化不大，C相電阻值下降明顯，三相不平衡率為0.5。4）綜合分析 該變壓器屬于無載調(diào)壓變壓器，分接開關(guān)和變壓器本體為一體，其過熱點(diǎn)應(yīng)在分接開關(guān)C相，屬金屬性過熱，過熱點(diǎn)溫度在700以上。5案例分析案例案例2 FPSZ9-150000/220變壓器內(nèi)部故障診斷實(shí)例（故障初期）變壓器內(nèi)部故障診斷實(shí)例（故障初期） 該變壓器出廠日期為2003年3月16日，2004年7月26日投運(yùn)，并進(jìn)行了例行的高壓試驗(yàn)和油色譜分析，高壓試驗(yàn)和油色譜分析數(shù)據(jù)符合投運(yùn)要求，而設(shè)備投運(yùn)后油色譜分析卻出現(xiàn)乙炔及總烴升高情況，故對(duì)其加強(qiáng)了跟蹤分析，色譜分析數(shù)據(jù)如下