吳秀平?李東澤

國(guó)網(wǎng)遼寧省電力有限公司本溪供電公司

變壓器油化驗(yàn)在數(shù)據(jù)分析與診斷中的應(yīng)用

吳秀平?李東澤

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變壓器油的簡(jiǎn)化試驗(yàn)、好壞鑒別、性能變化等，都能良好地反映變壓器運(yùn)行中存在的問(wèn)題。為提高變壓器運(yùn)行穩(wěn)定性，需對(duì)其進(jìn)行定期檢測(cè)，而通過(guò)檢測(cè)變壓器中油可判斷出其運(yùn)行狀態(tài)，并可判斷出發(fā)生故障的零部件。所以，為了保證變壓器的正常運(yùn)行，必須定期對(duì)變壓器進(jìn)行檢測(cè)，通過(guò)變壓器油可以檢測(cè)到變壓器的整體運(yùn)行情況，對(duì)變壓器故障可以做出準(zhǔn)確的判斷?；诖?，文章就變壓器油化驗(yàn)在數(shù)據(jù)分析與診斷中的應(yīng)用進(jìn)行分析。

變壓器油化驗(yàn)；數(shù)據(jù)分析與診斷；應(yīng)用

1.變壓器油的性能變化對(duì)變壓器的影響

1.1 物理性能變化對(duì)變壓器的影響

1.1.1 顏色的變化。新變壓器油顏色呈淡黃色，設(shè)備運(yùn)行時(shí)間逐漸增長(zhǎng)，油的顏色會(huì)隨之加深，逐漸產(chǎn)生氧化物或雜質(zhì)，導(dǎo)致油不斷變成劣化油，影響變壓器運(yùn)行的安全。

1.1.2 粘度的變化。變壓器油的粘度小于1.8恩氏則表明是優(yōu)質(zhì)油，運(yùn)行時(shí)間不斷增加、油質(zhì)逐漸劣化，油的粘度會(huì)隨之越來(lái)越粘稠，不僅造成散熱困難，而且還會(huì)影響變壓器應(yīng)用的壽命。

1.1.3 表面張力的變化。變壓器油表面張力的標(biāo)準(zhǔn)為35mN/m，油經(jīng)過(guò)不斷運(yùn)行會(huì)逐漸劣化，當(dāng)油表面張力低于19mN/m時(shí)說(shuō)明油的劣化嚴(yán)重，含有各種氧化物或其他雜質(zhì)，嚴(yán)重威脅設(shè)備的運(yùn)行安全。

1.2 化學(xué)性能變化對(duì)變壓器的影響

1.2.1 酸價(jià)的變化。油的有機(jī)酸和無(wú)機(jī)酸總稱(chēng)為酸價(jià)，設(shè)備運(yùn)行時(shí)間越久，酸價(jià)對(duì)設(shè)備的影響就越大，酸價(jià)值若超過(guò)0.1時(shí)，為避免發(fā)生事故，設(shè)備運(yùn)行需立即停止。

1.2.2 ?pH值的變化。變壓器油的pH值越大，說(shuō)明油質(zhì)越純，待設(shè)備運(yùn)行時(shí)間越長(zhǎng)，pH值會(huì)越來(lái)越小，當(dāng)pH值低于4.0時(shí)，說(shuō)明油內(nèi)的雜質(zhì)、氧化物、油泥等越多，不僅造成金屬設(shè)備被腐蝕、絕緣性能被氧化，而且會(huì)增加油的導(dǎo)電性，嚴(yán)重威脅變壓器設(shè)備的安全運(yùn)行，需立即停止運(yùn)行。

1.3 電氣性能變化對(duì)變壓器的影響。

1.3.1 介質(zhì)損失的變化。新的變壓器油一般比較純，介質(zhì)損失會(huì)比較小，可低于0.01，當(dāng)變電器運(yùn)行時(shí)間逐漸增長(zhǎng)，油質(zhì)逐漸被水分、氧化物或其他雜質(zhì)影響而發(fā)生劣質(zhì)后，介質(zhì)的損傷也會(huì)越來(lái)越大，當(dāng)油內(nèi)水分大于0.002%以后，介質(zhì)的損傷會(huì)更大，當(dāng)水量達(dá)到0.001%時(shí)，則介質(zhì)損失至0.2，一旦介質(zhì)損失到0.3，其對(duì)變電器設(shè)備的運(yùn)行安全會(huì)造成影響，需及時(shí)采取措施進(jìn)行處理。

1.3.2 擊穿電壓的變化。擊穿電壓同樣受油內(nèi)水含量的影響，油內(nèi)水含量越多，擊穿電壓會(huì)越低，如油內(nèi)水分含量達(dá)0.02時(shí)，擊穿電壓會(huì)下降至純油時(shí)擊穿電壓的22%，當(dāng)其下降一定值的情況下，會(huì)嚴(yán)重影響變壓器的運(yùn)行，需及時(shí)進(jìn)行解決。

2.變壓器油色譜化驗(yàn)方法

2.1 三比值法

三比值法是基于羅杰斯比值法上發(fā)展而來(lái)。通過(guò)檢測(cè)變壓器油中的三對(duì)氣體的比值，這三對(duì)氣體分別是C2H2/C2H4、CH4/H2、C2H4/ C2H6。因?yàn)橛凶陨淼木幋a系統(tǒng)，比值不同代表的編碼也不同，但利用比值可以通過(guò)編碼系統(tǒng)查到變壓器的故障，方便采取相應(yīng)的措施。

2.2 故障點(diǎn)部位判斷

可燃?xì)怏w溶解在變壓器油中，當(dāng)氣體含量較大，產(chǎn)生氣體的速度快，一般都是設(shè)備存在問(wèn)題造成絕緣材料裂解。同時(shí)變壓器油中存在著不同量的碳?xì)浠衔?，可能?huì)因?yàn)殡娀蛘邿岬木売稍斐蒀-H鍵和C-C鍵斷裂，就會(huì)生成少量的氫原子和碳?xì)浠衔镒杂苫?。通過(guò)化學(xué)反應(yīng)后這些生成物可以重新組合，就形成了氫氣和烴類(lèi)氣體，甲烷、乙烯等都屬于這類(lèi)氣體。當(dāng)發(fā)生較大故障時(shí)，其中的故障能量較大，可能形成游離氣體，一些碳的固體物和聚合物將會(huì)沉積在設(shè)備的內(nèi)部。

不同比值對(duì)應(yīng)的是不同類(lèi)型的故障。三比值法數(shù)據(jù)為1、0、2。編碼組合中，當(dāng)C2H2/C2H4為0時(shí)，而CH4/H2為0和C2H4/C2H6為1時(shí)，判斷的故障是低于150℃的低溫過(guò)熱，在變壓器中表現(xiàn)為絕緣導(dǎo)線過(guò)熱；而CH4/H2為2和C2H4/C2H6為0時(shí)，出現(xiàn)的是150℃～300℃的低溫過(guò)熱；而CH4/H2為2和C2H4/C2H6為1時(shí)，出現(xiàn)的是300℃～700℃的中溫過(guò)熱；而CH4/H2為0或1或2和C2H4/C2H6為2時(shí)，出現(xiàn)的是大于700℃的高溫過(guò)熱，在變壓器中表現(xiàn)為其開(kāi)關(guān)、接頭、螺絲的接觸不良。

3.實(shí)例分析

3.1 故障概況

某變壓器主開(kāi)關(guān)1102跳閘，滅磁開(kāi)關(guān)跳閘，#2發(fā)變組“主變差動(dòng)保護(hù)”，“主變重瓦斯”，“主變輕瓦斯”等保護(hù)動(dòng)作，從錄波圖看出是BC相故障導(dǎo)致保護(hù)動(dòng)作切機(jī)，保護(hù)動(dòng)作正確，立即抽取變壓器油化學(xué)化驗(yàn)，其中2013.8.25取#2變壓器油化驗(yàn)水份時(shí)為9uL/L，水份不超標(biāo)合格。

3.2 變壓器油的氣相色譜結(jié)果分析

色譜分析：針對(duì)變壓器中油進(jìn)行氣相色譜分析，可以檢測(cè)出內(nèi)部氣體含量，并通過(guò)三對(duì)比值法，可以及時(shí)發(fā)現(xiàn)變壓器內(nèi)部零件出現(xiàn)的故障，該方法可以有效監(jiān)督變壓器安全運(yùn)行的保障。同時(shí)，根據(jù)作者多年電力工作經(jīng)驗(yàn)可知，氣相色譜檢測(cè)技術(shù)受外界影響較小，可以對(duì)變壓器內(nèi)部各部件進(jìn)行實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)，避免變壓器發(fā)生重大安全事故。變壓器內(nèi)總的烴類(lèi)氣體很高，氫氣含量也高，乙炔是總烴的主要成分，則有可能有電弧放電性故障。用三比值法進(jìn)行判斷，即CH4/H2、C2H4/C2H6、C2H2/C2H4。例如，三比值編碼為102時(shí)，故障性質(zhì)可能是高能量放電。所以根據(jù)化試班2013.8.25#2變壓器油化驗(yàn)數(shù)據(jù)，這次#2變壓器內(nèi)總的烴類(lèi)氣體很高，氫氣含量也高，乙炔是總烴的主要成分，為高能量電弧放電性故障。

綜上，變壓器在電網(wǎng)安全中有著舉足輕重的作用。對(duì)變壓器油的化驗(yàn)數(shù)據(jù)可以準(zhǔn)確地分析出變壓器的故障情況。因此，應(yīng)加強(qiáng)變壓器油的監(jiān)督和監(jiān)測(cè)，提高油的優(yōu)質(zhì)應(yīng)用，促進(jìn)變壓器設(shè)備的安全運(yùn)行。

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