摘要：電力變壓器故障檢測(cè)主要有電氣量檢測(cè)和化學(xué)檢測(cè)方法。化學(xué)檢測(cè)主要是通過(guò)變壓器油中特征氣體的含量、產(chǎn)氣速率和三比值法進(jìn)行分析判斷，它對(duì)變壓器的潛伏性故障及故障發(fā)展程度的早期發(fā)現(xiàn)具有有效性。實(shí)際應(yīng)用過(guò)程中，為了更準(zhǔn)確的診斷變壓器的內(nèi)部故障，色譜分析應(yīng)根據(jù)設(shè)備歷史運(yùn)行狀況、特征氣體的含量等采用不同的分析模型確定設(shè)備運(yùn)行是否屬于正常或存在潛伏性故障以及故障類(lèi)別。
變壓器故障診斷中應(yīng)綜合各種有效的檢測(cè)手段和方法，對(duì)得到的各種檢測(cè)結(jié)果要進(jìn)行綜合分析和評(píng)判，根據(jù)DL/T596—1996電力設(shè)備預(yù)防性試驗(yàn)規(guī)程規(guī)定的試驗(yàn)項(xiàng)目及試驗(yàn)順序，通過(guò)變壓器油中氣體的色譜分析這種化學(xué)檢測(cè)的方法，在不停電的情況下，對(duì)發(fā)現(xiàn)變壓器內(nèi)部的某些潛伏性故障及其發(fā)展程度的早期診斷非常靈敏而有效。經(jīng)驗(yàn)證明，油中氣體的各種成分含量的多少和故障的性質(zhì)及程度直接有關(guān)，它們之間存在不同的數(shù)學(xué)對(duì)應(yīng)關(guān)系。
Abstract：There are two main methods for fault detection of power transformer, electrical detection and chemical detection. Chemical detection is mainly production rate and the ratio of three to analysis and judge, through the transformer oil content of gas. It is effective to find transformer latent fault and fault degree in early stage. In the course of practical application, in order to diagnosis the internal transformer failure more accurately, Chromatographic analysis should be in accordance with the equipment previous running conditions, characteristics of the gas content and using different analysis model to determine whether the operation of equipment is normal or equipment exist latent fault and fault category.
Keywords：Transformer Chromatographic Analysis The Defect-judgement Method
1. 電力變壓器的內(nèi)部故障主要有過(guò)熱性、放電性及絕緣受潮等類(lèi)型
1.1 過(guò)熱性故障是由于設(shè)備的絕緣性能惡化、油等絕緣材料裂化分解。又分為裸金屬過(guò)熱和固體絕緣過(guò)熱兩類(lèi)。裸金屬過(guò)熱與固體絕緣過(guò)熱的區(qū)別是以CO和CO2的含量為準(zhǔn)，前者含量較低，后者含量較高。
1.2 放電性故障是設(shè)備內(nèi)部產(chǎn)生電效應(yīng)(即放電)導(dǎo)致設(shè)備的絕緣性能惡化。又可按產(chǎn)生電效應(yīng)的強(qiáng)弱分為高能放電(電弧放電)、低能量放電(火花放電)和局部放電三種[1]。
1.2.1 發(fā)生電弧放電時(shí)，產(chǎn)生氣體主要為乙炔和氫氣，其次是甲烷和乙烯氣體。這種故障在設(shè)備中存在時(shí)間較短，預(yù)兆又不明顯，因此一般色譜法較難預(yù)測(cè)。
1.2.2 火花放電，是一種間歇性的放電故障。常見(jiàn)于套管引線對(duì)電位未固定的套管導(dǎo)電管，均壓圈等的放電;引線局部接觸不良或鐵心接地片接觸不良而引起的放電;分接開(kāi)關(guān)撥叉或金屬螺絲電位懸浮而引起的放電等。產(chǎn)生氣體主要為乙炔和氫氣，其次是甲烷和乙烯氣體，但由于故障能量較低，一般總烴含量不高。
1.2.3 局部放電主要發(fā)生在互感器和套管上。由于設(shè)備受潮，制造工藝差或維護(hù)不當(dāng)，都會(huì)造成局部放電。產(chǎn)生氣體主要是氫氣，其次是甲烷。當(dāng)放電能量較高時(shí)，也會(huì)產(chǎn)生少量的乙炔氣體。
1.3 變壓器絕緣受潮時(shí)，其特征氣體H2含量較高，而其它氣體成分增加不明顯。
值得注意的是，芳烴含量問(wèn)題。因?yàn)樗哂泻芎玫摹翱刮鰵狻毙阅堋２煌铺?hào)油含芳烴量不同，在電場(chǎng)作用下產(chǎn)生的氣體量不同。芳烴含量少的油“抗析氣”性能較差，故在電場(chǎng)作用下易產(chǎn)生氫和甲烷，嚴(yán)重時(shí)還會(huì)生成蠟狀物質(zhì);而芳烴含量較多的絕緣油“抗析氣”性能較好，產(chǎn)生的氫氣和甲烷就少些，因此，具體判斷時(shí)要考慮這一因素的影響。
2. 色譜分析診斷的基本程序
2.1 首先看特征氣體的含量。若H2、C2H2、總烴有一項(xiàng)大于規(guī)程規(guī)定的注意值的20%，應(yīng)先根據(jù)特征氣體含量作大致判斷，主要的對(duì)應(yīng)關(guān)系是：①若有乙炔，應(yīng)懷疑電弧或火花放電;②氫氣很大，應(yīng)懷疑有進(jìn)水受潮的可能;③總烴中烷烴和烯烴過(guò)量而炔烴很小或無(wú)，則是過(guò)熱的特征。
2.3 通過(guò)分析的氣體組分含量，進(jìn)行三比值計(jì)算，確定故障類(lèi)別。
2.4 核對(duì)設(shè)備的運(yùn)行歷史，并且通過(guò)其它試驗(yàn)進(jìn)行綜合判斷。
3. 油中主要?dú)怏w含量達(dá)到注意值時(shí)故障分析方法
在判斷設(shè)備內(nèi)有無(wú)故障時(shí)，首先將氣體分析結(jié)果中的幾項(xiàng)主要指標(biāo)，(H2，∑CH，C2H2)與色譜分析導(dǎo)則規(guī)定的注意值進(jìn)行比較。
3.1 當(dāng)任一項(xiàng)含量超過(guò)注意值時(shí)都應(yīng)引起注意。但是這些注意值不是劃分設(shè)備有無(wú)故障的唯一標(biāo)準(zhǔn)，因此，不能拿“標(biāo)準(zhǔn)”死套。如有的設(shè)備因某種原因使氣體含量較高，超過(guò)注意值，也不能斷言判定有故障，因?yàn)榭赡懿皇潜倔w故障所致，而是外來(lái)干擾引起的基數(shù)較高，這時(shí)應(yīng)與歷史數(shù)據(jù)比較，如果沒(méi)有歷史數(shù)據(jù)，則需要確定一個(gè)適當(dāng)?shù)臋z測(cè)周期進(jìn)行追蹤分析。又如有些氣體含量雖低于注意值，但含量增長(zhǎng)迅速時(shí)，也應(yīng)追蹤分析。就是說(shuō)：不要以為氣體含量一超過(guò)注意值就判斷為故障，甚至采取內(nèi)部檢查修理或限制負(fù)荷等措施，是不經(jīng)濟(jì)的，而最終判斷有無(wú)故障，是把分析結(jié)果絕對(duì)值超過(guò)規(guī)定的注意值，(注意非故障性原因產(chǎn)生的故障氣體的影響，以免誤判)，且產(chǎn)氣速率又超過(guò)10%的注意值時(shí)，才判斷為存在故障。
3.2 注意值不是變壓器停運(yùn)的限制，要根據(jù)具體情況進(jìn)行判斷，如果不是電路(包括絕緣)問(wèn)題，可以緩?fù)＿\(yùn)檢查。
4.故障產(chǎn)氣速率判斷法方法
4.1 實(shí)踐證明，故障的發(fā)展過(guò)程是一個(gè)漸進(jìn)的過(guò)程,僅由對(duì)油中溶解的氣體含量分析結(jié)果的絕對(duì)值很難確定故障的存在和嚴(yán)重程度。因此，為了及時(shí)發(fā)現(xiàn)雖未達(dá)到氣體含量的注意值，但卻有較快的增長(zhǎng)速率的低能量潛伏性故障，還必須考慮故障部位的產(chǎn)氣速率。根據(jù)GB/T7252—2001《變壓器油中溶解氣體分析判斷導(dǎo)則》中推薦通過(guò)產(chǎn)氣速率大小作為判斷故障的危害程度，對(duì)分析故障性質(zhì)和發(fā)展程度(包括故障源的功率、溫度和面積等)具有重要的意義。當(dāng)相對(duì)產(chǎn)氣速率(每運(yùn)行月某種氣體含量增加值占原有起始值的百分?jǐn)?shù)的平均值)，總烴的產(chǎn)氣速率大于10%時(shí)應(yīng)引起注意，變壓器內(nèi)部可能有故障存在，如大于40μl/L/月可能存在嚴(yán)重故障。但是,對(duì)總烴起始含量很低的變壓器不易采用此判據(jù)[2]。
