變壓器作為電力行業(yè)的重要設(shè)備之一，對(duì)于電能經(jīng)濟(jì)傳輸和靈活調(diào)配具有十分重要的作用。利用氣相色譜儀分析變壓器油中溶解氣體組份及含量來(lái)判斷變壓器的潛伏性故障，已作為變壓器維護(hù)、監(jiān)督的有效手段而得到應(yīng)用和推廣。
1、變壓器內(nèi)部故障產(chǎn)生氣味的機(jī)理
變壓器油是礦物絕緣油，它是由許多不同分子量的碳?xì)浠衔锓肿咏M成的混合物，分子中含ch3、ch2和ch化學(xué)基因，并由c-c鍵鍵合在一起。在變壓器運(yùn)行過(guò)程中，如存在熱點(diǎn)和放電故障條件，其內(nèi)部的絕緣油和有機(jī)絕緣材料會(huì)加劇老化和分解，某些c-h鍵和c-c鍵斷裂，產(chǎn)生低分子烴類(lèi)和co、co2等氣體，也可能生成碳的固體顆粒及碳?xì)渚酆衔铩?br>運(yùn)行變壓器內(nèi)常發(fā)生的氣體故障主要有過(guò)熱性故障和放電故障兩大類(lèi)，故障類(lèi)型及其能量密度，主要決定于故障的性質(zhì)，不同故障類(lèi)型產(chǎn)生的氣體見(jiàn)表1。
2、故障的識(shí)別與故障類(lèi)型的判斷
1.變壓器故障情況
武漢供電局曾對(duì)局轄珞珈山變電站3號(hào)主變、江漢路變電站1號(hào)主變和花山變電站1號(hào)主變進(jìn)行周期取樣或事故取樣，并用美國(guó)珀金-埃爾默pe autosystem xl氣相色譜儀對(duì)其進(jìn)行分析，其數(shù)據(jù)見(jiàn)表2。
以珞珈山3號(hào)主變?yōu)槔?000年10月9日，其中性點(diǎn)(110 kv)地刀上零序保護(hù)線圈燒毀，壓力釋放閥噴油，瓦斯動(dòng)作，本體瓦斯有氣體300 ml左右。
《變壓器油中溶解氣體分析和判斷導(dǎo)則》(中華人民共和國(guó)電力行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)dl-t722-2000)中規(guī)定總烴注意值為150μl/l，氫注意值為150μl/l，相對(duì)產(chǎn)氣速率大于10%應(yīng)引起注意，本例中總烴、h2均大于150μl/l，經(jīng)計(jì)算，2000年10月17日～11月7日的相對(duì)產(chǎn)氣速率r=14.7%，2000年11月7日～29日的相對(duì)產(chǎn)氣速率r′=25.4%。
即r′>r>10%，說(shuō)明存在故障且發(fā)展較為迅速。
2.故障類(lèi)型判斷
珞珈山3號(hào)主變h2含量高，占總烴的50%以上，c2h2占總烴12%，其故障特征氣體為c2h2和h2，其次是大量c2h4和ch4。根據(jù)三比值法，其三比值編碼為102，結(jié)合改良電協(xié)研法，故障屬電弧放電。
3.故障原因分析
珞珈山3號(hào)主變、江漢路1號(hào)主變和花山1號(hào)主變的色譜分析結(jié)果、故障原因以及吊心檢查結(jié)果見(jiàn)表3。
3、結(jié) 論
(1) 變壓器運(yùn)行時(shí)出現(xiàn)內(nèi)部故障原因往往不是單一的，一般存在熱點(diǎn)的同時(shí)還有局部放電，而且故障是在不斷發(fā)展和轉(zhuǎn)化的。
(2) 在判斷設(shè)備有無(wú)故障及其嚴(yán)重程度時(shí)，要根據(jù)設(shè)備運(yùn)行的歷史記錄和設(shè)備特點(diǎn)以及外部環(huán)境等因素進(jìn)行綜合判斷。
(3) 故障產(chǎn)氣與正常產(chǎn)氣在技術(shù)上不可分離。
(4) 經(jīng)驗(yàn)證明，當(dāng)懷疑設(shè)備固體材料老化時(shí)，一般co2/co大于7；當(dāng)懷疑故障涉及到固體絕緣材料時(shí)，co2/co可能小于3；當(dāng)懷疑紙或紙版過(guò)度老化時(shí)，應(yīng)適當(dāng)測(cè)試油中糠醛含量，或測(cè)試紙樣聚合度。
(5) 在線檢測(cè)可隨時(shí)檢測(cè)油中溶解氣體含量，對(duì)保證主網(wǎng)安全運(yùn)行有重大意義，但在線監(jiān)測(cè)儀出現(xiàn)報(bào)警時(shí)，必須由實(shí)驗(yàn)室色譜儀分析其組份和含量，再作進(jìn)一步判斷。
(6) 有載調(diào)壓操作產(chǎn)生氣體與低能量放電相符，當(dāng)主油箱c2h2/h2大于2～3時(shí)，可能是有載調(diào)壓污染主油箱，可利用比較主油箱、有載調(diào)壓油箱和儲(chǔ)油罐油中溶解氣體分析來(lái)確定，或通過(guò)油柱靜壓試驗(yàn)法和氣體試漏法來(lái)檢漏。
(7) 對(duì)變壓器故障部位的準(zhǔn)確判斷，有賴(lài)于對(duì)其內(nèi)部結(jié)構(gòu)和運(yùn)行狀態(tài)的全面掌握，并結(jié)合歷年色譜數(shù)據(jù)和其它試驗(yàn)(直阻、絕緣、變比、泄漏、空載等)進(jìn)行比較，色譜分析與判斷的技術(shù)應(yīng)借鑒新方法并結(jié)合使用。