變壓器油的色譜分析與故障判斷

變壓器油的色譜分析與故障推斷培訓課件一、變壓器油的色譜分析的危害性，以便準時實行措施，作出正確處理，防患于未然。〔一〕氣相色譜法的原理物中各組分在兩相間進展安排，其中一相是不動的，叫做固定相，另相時，稱為液相色譜，當用氣體作為流淌相時，稱為氣相色譜。生的溶解和揮發(fā)的過程，稱安排過程。安排到達平衡時，物質(zhì)在兩相中的濃度比稱安排系數(shù)，也叫平衡常數(shù)，以Ｋ表示，Ｋ＝物質(zhì)在固定是個常數(shù)。分析的氣體分析目的O2推舉的氣體分析的氣體分析目的O2推舉的氣體N2H2O也會極度消耗而明顯的減2少。在進展氮氣測定時，可了解氮氣飽和程度，與氧氣的比值可以更準確的分析氧氣的消耗程度。在正常狀況下，氧氣、氮氣、二氧化碳之和還可以算出油的總含氣量。況。必測的氣體CH4甲烷CH26乙烷CH24乙烯CH22乙炔了解過熱故障的熱點溫度狀況。了解有無放電現(xiàn)象或存在價高的熱點溫度。CO了解固體絕緣的老化狀況，或者內(nèi)部平局溫度是否過高。CO2與一氧化碳結(jié)合，可了解固體絕緣是否有無熱分解。二、變壓器的故障產(chǎn)生的氣體及故障類型變壓器絕緣材料產(chǎn)生的氣體組分推斷故障有價值的氣體有甲烷、乙烷、乙烯、乙炔、氫、一氧化碳、1000℃時，例如在電弧弧道溫度〔3000℃以上〕的作用下，油裂解產(chǎn)生和氣的一氧化碳和二氧化碳。絕緣油和絕緣材料在不同溫度和能量作用下主要產(chǎn)生的氣體組分，歸納如下：１〕140℃以下時有蒸發(fā)汽化和較緩慢的氧化。要是甲烷和乙烷，隨溫度的上升〔500℃以上〕油分解急劇地增加，其中烯烴和氫增加較快，乙烯尤為顯著，而溫度〔約800℃左右〕更高時，還會產(chǎn)生乙炔氣體。３〕油中存在電弧時〔溫度超過100℃，使油裂解的氣體大局部是乙炔和氫氣，并有肯定的甲烷和乙烯等。４〕設備在運行中，由于負荷變化所引起的熱脹和冷縮，用泵循環(huán)油〔一般稱為局部放電，而放電本身又能進一步引起油的分解和四周的固體絕緣材料氣體。這種放電使油分解產(chǎn)生的氣體主要是氫和少量甲烷氣體。５〕固體絕緣材料，在較低溫度〔140℃以下〕長期加熱時，將漸漸要成分。６〕200℃作用下，除產(chǎn)生碳的氧化物之外，還分解有氫、烴類氣體，溫度不同，一氧化碳和二氧化碳的比值有所不同，這一比值在低溫時小而高溫時大。７〕鐵鋼等金屬材料起催化作用，水與鐵反響產(chǎn)生氫氣。此外，奧氏不銹鋼材能貯存氫，與絕緣油接觸釋放出來溶解于油中。體，要留意這些可能引起誤推斷的氣體來源。例如：有載調(diào)壓變壓器中切換開關(guān)油室的油向變壓器本體滲漏或某種范圍開關(guān)動作時懸浮脫氣，局部剩余氣體仍留在油中；設備油箱曾帶油補焊；原注入的油就含有某幾種氣體等。還應留意油冷卻系統(tǒng)附屬設備〔如潛油泵，油流繼電器等中設備內(nèi)部油中氣體含量超過下表所列數(shù)值時，應引起留意。僅僅依據(jù)分析結(jié)果確實定值是很難對故障的嚴峻性作出正確推斷的，必需考察故障的進展趨勢，也就是故障點〔假設存在的話〕的產(chǎn)氣速率。產(chǎn)氣速率是與故障消耗能量大小、故障部位、故障點的溫度等狀況10％時應引起留意。對一氧化碳和二氧化碳的推斷當故障涉及到固體絕緣時會引起一氧化碳和二氧化碳含量的明界限，二氧化碳含量的規(guī)律更不明顯。因此，在考察這兩種氣體含量時更應結(jié)合具體變壓器的構(gòu)造特點〔如油保護方式、運行溫度、負荷狀況、運行歷史等狀況加以綜合分析。300ppm超出正常范圍，而一氧化碳含量超過300ppm，應考慮有涉及到固體絕緣過熱的可能性；如一氧化碳含量雖然超過300ppm，但總烴含量300ppm也可能有固體絕緣過熱故障。高于開放式變壓器。含量不肯定高，應結(jié)合氣體繼電器中的氣體分析作推斷。變壓器等充油設備內(nèi)部發(fā)生故障的部位時有很大的幫助，變壓器等充油設備內(nèi)部發(fā)生故障的部位主要歸納為：１〕過熱故障發(fā)生的部位①過熱性故障在變壓器內(nèi)常發(fā)生的部位主要為：載流導線和接頭不良引起的過熱故障。如分接開關(guān)動靜觸頭接觸不良、引線接頭虛焊、另一種是磁路故障，如鐵芯多點接地、鐵芯片間短路、鐵芯與穿芯螺釘短路、漏磁引起的油箱、夾件、壓環(huán)等局部過熱。②過熱性故障占少油設備〔互感器和電容套管〕故障比例較少，發(fā)將軍帽等連接螺母協(xié)作不當?shù)取＃病撤烹姽收习l(fā)生的部位①高能量放電〔電弧放電〕在變壓器、套管、互感器內(nèi)均有發(fā)生。閃絡，引線斷裂引起的閃弧，分接開關(guān)飛弧和電容屏擊穿等。這種故氣體繼電器引起瓦斯動作。②低能量放電一般是火花放電，是一種間歇性的放電故障，在變壓器、互感器、套管中均有發(fā)生。不同電位的導體與導體、絕緣體與絕電位下，都可能引起火花放電。③局部放電是指油和固體絕緣中的氣泡和尖端，因耐壓強度低，電傷〔碳化痕跡或穿孔。如電流互感器和電容套管的電容芯繞包工藝不良或真空枯燥工藝不良等，都會造成局部放電。三、診斷變壓器等充油設備內(nèi)部的埋伏性故障個方面的因素，做到準確推斷變壓器的故障類型及故障的大致部位：故障下產(chǎn)氣的累計性充油電氣設備的埋伏性故障所產(chǎn)生的可燃性氣體大局部會溶解于油。隨著故障的持續(xù)，這些氣體在油中不斷積存，直至飽和甚至析與進展狀況的一個依據(jù)。故障下產(chǎn)氣的速率正常狀況下充油電氣設備在熱和電場的作用下也會老化分解出少量的可燃性氣體，但產(chǎn)氣速率很緩慢。當設備內(nèi)部存在故障時，就會加快這些氣體的產(chǎn)氣速率。因此，故障氣體的產(chǎn)氣速率，也是診斷故障的存在與進展程度的另一個依據(jù)。故障下產(chǎn)氣的特征性有乙炔。因此，故障下產(chǎn)氣的特征性是診斷故障性質(zhì)的又一個依據(jù)。故障類型主要氣體組合故障類型主要氣體組合次要氣體組合油過熱CH,CH4 24H,CH2 26油和紙過熱CH,CH,CO,CO4 24 2H,CH2 26油紙絕緣中局部放電H,CH,CH,CO2 4 22CH,CO26 2油中火花放電CH,H22 2油中電弧H,CH2 22CH,CH,CH4 24 26油和紙中電弧H,CH,CO,CO2 22 2CH,CH,CH4 24 26進水受潮或油中氣泡H2固體絕緣材料老化CO,CO2范圍3固體絕緣過熱100ppm左右，開放式變壓器C0>300ppm4金屬過熱并有放電總烴高，C2H2>5ppm，H2含量較高5火花放電總烴不高，C2H2>10ppm，H2含量較高序號1序號1故障類型裸金屬過熱2金屬過熱并涉及固體絕緣氣體的組合特征總烴高，CO、C2H2均在正常范圍C0>300ppm6電弧放電總烴高，乙炔含量高并成為總烴的主要成分，H27H2含量>100ppm，而其它指標均為正常，有多種緣由應具體分析220KV110KV總烴150150C2H215變壓器H2150150設備氣體組分設備氣體組分ppmCOCO2CH4C2H2H2CO>300>10％可結(jié)合CO2/CO套管100150010025005〔氫、甲烷、乙烷、乙烯、乙炔障類型和故障的大體部位的方法。編碼規(guī)章C2H2/C2H4CH4/H2C2H4/C2H6<0.1010≥0.1～<1100≥1～<3121≥3222氣體比值范圍比值范圍的編碼氣體比值范圍比值范圍的編碼C2H2/C2H2/C2H4CH4/H2C2H4/C2H6故障類型推斷故障實例01低溫過熱<150℃200212低溫過熱〔150～300℃〕中溫過熱〔300～700℃〕高溫過熱〔>700℃〕10局部放電0、1低能放電22低能放電兼過熱0、1電弧