浙江浙能鎮(zhèn)海發(fā)電有限責(zé)任公司 王意興

1 變壓器油的色譜分析技術(shù)概述

色譜分析技術(shù)是指通過(guò)對(duì)變壓器油中溶解的各種氣體含量進(jìn)行檢測(cè)，然后根據(jù)檢測(cè)結(jié)果，來(lái)分析變壓器油性能，從而對(duì)變壓器等設(shè)備內(nèi)部的潛伏性故障，特別是對(duì)過(guò)熱性、電弧性和絕緣破壞性故障等進(jìn)行判斷的一種分析技術(shù)。

通過(guò)實(shí)踐研究表明，采用色譜分析方法具有以下一系列的優(yōu)點(diǎn)：

一是分離效能較高：這種技術(shù)可以將有著相近物理、化學(xué)性質(zhì)的物質(zhì)進(jìn)行分離和分析，比如同位素、有機(jī)化合物中的同分異構(gòu)體等；還可以有效地分離和分析那些有著特別復(fù)雜組分的混合物，比如石油產(chǎn)品等；二是分析速度較快：采用這種分析方法來(lái)分析樣品，即使樣品含有幾十個(gè)組分，也不需要太長(zhǎng)的時(shí)間，通常只需幾分鐘；三是取樣簡(jiǎn)便，樣品用量少：取油樣口位置方便，油樣量只要幾毫升，一個(gè)分析過(guò)程就可以實(shí)現(xiàn)；四是分析結(jié)果靈敏度較高：采用這種方法鑒別的組分含量或雜質(zhì)含量可以低到十萬(wàn)分之一，甚至可以達(dá)到百萬(wàn)分之一；五是適用范圍廣：采用這種方法不僅可以對(duì)氣體進(jìn)行分析，還可以對(duì)液體以及包含于固體內(nèi)的氣體進(jìn)行有效的分析。

2 變壓器油色譜分析技術(shù)在電容式電壓互感器故障分析中的運(yùn)用

某電廠，其220kV母線電壓互感器采用國(guó)產(chǎn)、戶外型、電容式產(chǎn)品，在2005年4月2號(hào)投入運(yùn)行，額定電壓：220kV，額定頻率：50Hz。

在2012年12月2日，運(yùn)行人員在巡查升壓站內(nèi)電氣設(shè)備運(yùn)行情況時(shí)，發(fā)現(xiàn)220kV母線電容式電壓互感器B相有異常聲音，且發(fā)音有規(guī)律性。然后繼保人員檢查其二次回路接線正常，又對(duì)該母線壓變進(jìn)行了測(cè)地網(wǎng)絡(luò)通信試驗(yàn)，沒(méi)有問(wèn)題。為查明異聲原因，將該母線壓變改為檢修狀態(tài)，進(jìn)行進(jìn)一步檢查。

停電后對(duì)該母線壓變的外觀，一次接線情況等進(jìn)行了檢查，均未發(fā)現(xiàn)異常情況。接著通過(guò)測(cè)試取得部分電氣參數(shù)如下：

繞組間絕緣電阻全部＞10000MΩ，各端對(duì)地絕緣電阻＞10000MΩ，分壓電容器C1值為20250pF，與銘牌標(biāo)稱(chēng)電容值偏差為-0.51%；分壓電容器C2值為20230pF，與銘牌標(biāo)稱(chēng)電容值偏差為-1.13%。通過(guò)分析，這些數(shù)據(jù)結(jié)果均符合相關(guān)的要求和標(biāo)準(zhǔn)。針對(duì)問(wèn)題確實(shí)存在的情況，于是通過(guò)對(duì)母線電壓互感器取油樣，進(jìn)行油中溶解氣體色譜分析，得出數(shù)據(jù)如下表：

上述數(shù)據(jù)中，油樣中總烴和氫均超過(guò)注意值，CO超過(guò)300ppm，應(yīng)考慮固體絕緣過(guò)熱的可能性；采用特征氣體判斷法分析，乙炔是故障點(diǎn)周?chē)^緣油分解的特征氣體，但本油樣中乙炔（C2H2）含量未測(cè)出，判斷可能為低能量的局部放電；氫是油中發(fā)生放電分解的特征氣體，經(jīng)微水分析油樣中含水符合標(biāo)準(zhǔn)。因此，可得出初步分析結(jié)論：該電容式電壓互感器內(nèi)部存在低能量的局部放電和固體絕緣過(guò)熱現(xiàn)象。

為對(duì)故障性質(zhì)作出進(jìn)一步的診斷，應(yīng)用IEC三比值法分析如下：

比值范圍編碼為0 0 2，分析得出結(jié)論：引線接觸不良或絕緣不良造成局部放電，引起故障發(fā)生的可能性最大。

為解決該電容式電壓互感器存在的故障，只有解體該電容式電壓互感器才能進(jìn)行故障點(diǎn)確定及故障點(diǎn)的最終處理。在解體過(guò)程中，發(fā)現(xiàn)其中壓引線對(duì)電磁單元下法蘭內(nèi)壁有較明顯的放電痕跡，證實(shí)了上述分析結(jié)果是正確的。對(duì)其中壓引線進(jìn)行絕緣處理等措施后，經(jīng)試驗(yàn)合格，設(shè)備恢復(fù)安裝，投入正常運(yùn)行。

放電現(xiàn)象原因分析：中壓引線絕緣材料包覆工藝不良，廠家在制造組裝的過(guò)程中，可能損傷到了中壓引線外絕緣。在正常工作的情況下，13kV是電磁單元中壓引線的電壓，因?yàn)槠浣^緣受損，并經(jīng)幾年運(yùn)行，其絕緣更有老化可能，運(yùn)行過(guò)程中其與金屬部位達(dá)到放電距離時(shí)就會(huì)發(fā)生放電現(xiàn)象，并發(fā)出異聲。交接和常規(guī)預(yù)防性試驗(yàn)是無(wú)法有效發(fā)現(xiàn)故障的。

色譜分析結(jié)果（單位ppm）

3 結(jié)語(yǔ)

氣相色譜分析法可根據(jù)變壓器內(nèi)部析出的氣體含量，分析變壓器潛伏性故障，特別是對(duì)過(guò)熱性、電弧性和絕緣破壞性故障等都能有很好的反映。近些年，通過(guò)此法已發(fā)現(xiàn)了很多隱患。目前該方法已被正式列為變壓器交接和預(yù)防性試驗(yàn)項(xiàng)目。

通過(guò)上文的敘述分析，變壓器油色譜分析法在實(shí)際的工作中同樣適用于電容式電壓互感器故障分析，特別是懷疑有潛伏性缺陷存在于電容式電壓互感器電磁單元的內(nèi)部，色譜分析法具有一定的優(yōu)勢(shì)，對(duì)及時(shí)、正確發(fā)現(xiàn)缺陷、解決故障、保障電網(wǎng)安全意義重大。

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