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變壓器在電力系統(tǒng)中是最重要的設(shè)備之一，更是電網(wǎng)系統(tǒng)中的核心元件，故障會(huì)直接對(duì)整個(gè)電網(wǎng)的可靠性和系統(tǒng)的正常運(yùn)行產(chǎn)生嚴(yán)重影響。因此，開展變壓器故障早期診斷，對(duì)保證變壓器長(zhǎng)期安全可靠運(yùn)行，減少不必要的停用，防止設(shè)備燒損事故，避免重大經(jīng)濟(jì)損失具有極為特殊的意義。我國(guó)電力系統(tǒng)使用的主變壓器多為油浸式變壓器，其內(nèi)部變壓器油和固體絕緣材料由于受電場(chǎng)、熱、濕度、氧等因素的影響，會(huì)逐漸老化、分解，產(chǎn)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(dāng)變壓器內(nèi)部存在潛伏性故障或故障加劇時(shí)，油中溶解氣體數(shù)量會(huì)相應(yīng)增加。顯然，故障氣體的組成、含量和產(chǎn)氣速率是診斷變壓器故障存在、發(fā)展以及故障性質(zhì)的重要依據(jù)，通過檢測(cè)變壓器油的色譜情況，對(duì)早期診斷變壓器的內(nèi)部故障和故障性質(zhì)，提出針對(duì)性防范措施，實(shí)現(xiàn)安全生產(chǎn)至關(guān)重要。
變壓器的內(nèi)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(qū)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(jù)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(jī)械性故障及內(nèi)部進(jìn)水受潮等，將最終發(fā)展為電性故障而表現(xiàn)出來。
過熱故障是由于有熱應(yīng)力所造成的絕緣加速劣化。如果熱應(yīng)力只引起熱源外絕緣油的分解，所產(chǎn)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(diǎn)的溫度升高，乙烯所占比例將增加，嚴(yán)重過熱會(huì)產(chǎn)生微量乙炔。當(dāng)過熱涉及固體絕緣材料時(shí)，除產(chǎn)生上述物質(zhì)外，還產(chǎn)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。
放電故障是在高電應(yīng)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(chǎn)氣量大、氣體產(chǎn)生劇烈，運(yùn)用測(cè)定油中溶解氣體的方法不易對(duì)其進(jìn)行預(yù)診斷，往往是在出現(xiàn)故障后，我們才可根據(jù)油中氣體、瓦斯成分的分析，對(duì)變壓器故障的性質(zhì)和嚴(yán)重程度進(jìn)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(huì)高；局部放電故障產(chǎn)氣特征是氫成分最多（占?xì)錈N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(fā)展，會(huì)引起絕緣損壞，甚至造成事故。
變壓器內(nèi)部故障診斷方法
1.測(cè)定故障特征氣體含量（分析數(shù)據(jù)）并與油中溶解氣體含量的注意值進(jìn)行比較。若氣體濃度達(dá)到注意值（總烴、氫注意值均為150ppm，乙炔的注意值為5ppm），就應(yīng)引起注意加強(qiáng)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(yùn)行方式、運(yùn)行年限等相關(guān)因素的影響，僅僅根據(jù)注意值的分析結(jié)果還難以正確診斷變壓器故障的嚴(yán)重性，絕不能作為劃分設(shè)備有無故障的唯一標(biāo)準(zhǔn)。在此基礎(chǔ)上，還應(yīng)充分考慮產(chǎn)氣速率等方面的影響，對(duì)所診斷的變壓器和查對(duì)的特征氣體應(yīng)有所側(cè)重、有所區(qū)別。只有這樣，我們才可根據(jù)分析進(jìn)一步確定變壓器有無故障，并對(duì)故障的性質(zhì)作出初步的估計(jì)。產(chǎn)氣速率與故障能量大小、故障部位以及故障點(diǎn)溫度等情況直接相關(guān)。通過測(cè)定故障氣體產(chǎn)氣速率，便可對(duì)變壓器內(nèi)部狀況做進(jìn)一步的診斷。
3.為弄清氣體產(chǎn)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(shí)，我們還應(yīng)全面了解所診斷變壓器的結(jié)構(gòu)、制造、安裝和運(yùn)行、檢修以及輔助設(shè)備等諸多方面的情況，結(jié)合色譜分析數(shù)據(jù)進(jìn)行綜合分析，以便正確診斷變壓器有無故障。
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