色譜分析法診斷電力干式變壓器故障
:284楊振勇
(十堰供電公司變電站部，郵編：442000)
文摘：分析油中溶解氣體的組成和含量是監測充油電氣設備安全運行的較有效措施之一。利用氣相色譜法分析油中溶解氣體來監測充油電氣設備的安全運行在中已經使用了30多年。2003年7月至2003年8月，我們成功地發現西城變電站1號干式變壓器存在多點接地故障。
【關鍵詞】色譜分析；特征氣體；產氣率；三倍比率
1個故障
2003年7月18日，我們對采自西城一號主變壓器的油進行了色譜分析(定期檢測)，檢測結果顯示總烴絕對值超標。因此，近期對西城一號主變壓器進行了兩次色譜跟蹤分析。兩次試驗結果表明：1 .總烴含量超過注意值。2.總烴絕對產氣率超過注意值。3.根據干式變壓器油色譜分析的故障判斷方法，可以判斷西城一號主變壓器存在潛伏性故障。
2故障類型、嚴重程度和發展趨勢的判斷
2003年7月18日至2003年8月29日，我所油化工類對西城變電站1號主變壓器進行了三次色譜跟蹤分析。試驗過程中，負荷穩定，運行按照家標準和際電工委員會的要求規范。色譜分析數據如表1所示。
表1凌1#主變壓器以往色譜分析數據
設備名稱
西1#主變壓器
電壓等級
110kv
能力
20MVA
油重t
12
油料物種
25
工廠
武漢長江干式變壓器廠
油保護模式
隔膜式
電壓調節模式
載著重物的
調試日期
1994-2
冷卻模式
OWAF
工廠序列號
86695
出廠年份
1993-11
樣本
門檻
取樣日期
2003-7-18
2003-8-8
2003-8-29
分析日期
2003-7-19
2003-8-8
2003-8-29
組
分
包含
數量
L/L
氘
22.93
25.01
24.89
哥倫比亞
569.7
842.23
682.84
二氧化碳（carbondioxide）
4244.04
5290.76
7346.85
CH4
35.89
41.82
38.34
C2H4
110.85
140.92
167.02
C2H6
22.97
30.47
36.19
C2H2
0.75
0.89
0.92
總烴
170.48
214.12
242.48
總烴氣生產速率毫升/天
29.26
18.11
根據《干式變壓器油中溶解氣體分析判斷導則》 (GB/T7252-2001)，干式變壓器油中故障氣體的注意值為： #p#分頁標題#e#
設備
氣體組分
內容
330千伏及以上
220千伏及以下
干式變壓器和電抗器
總烴
150
150
乙炔
一個
五
氫(氫)
150
150
干式變壓器和電抗器絕對產氣率注意值ml/d
氣體組分
開式
隔膜式
總烴
六
12
乙炔
0.1
0.2
氫(氫)
五
10
一氧化碳
50
100
二氧化碳
100
200
表1測試數據分析表明，總烴絕對值超標。其中8月8日和8月29日測試的總烴絕對產氣率也超過了關注值。較后兩種總烴的絕對產氣率計算如下：
8月8日總烴絕對產氣率為((C2-C1)/ t) (g/)
=((214.12-170.48)/20)(12/0.895)
=29.26毫升/天
8月29日總烴絕對產氣率=((C2-C1)/ t) (g/)
=((242.48-214.12)/21)(12/0.895)
=18.11毫升/天
其中：C2——第二次取樣測量油中某種氣體的濃度，L/L；/l；
C1——先次取樣測量油中某種氣體的濃度，L/L；/L；
t——二次采樣間隔的實際運行時間，d；
G——設備總油量，t；
——油密度，t
／m3。由表1實驗數據分析知道，特征氣體為甲烷和乙烯,乙烯為主要成分，次要成分為氫氣和乙烷，按照標GB/T7252-2001故障判斷方法可以初步認定干式變壓器存在過熱故障。
根據《干式變壓器油中溶解氣體分析判斷導則》（GB/T7252-2001）改良三比值法計算2003年8月8日數據如下：
乙炔/乙烯=0.89/140.92=0.006，編碼0。
甲烷/氫氣=41.82/25.01=1.67，編碼2。
乙烯/乙烷=140.92/30.47=4.62，編碼2。
根據《干式變壓器油中溶解氣體分析判斷導則》（GB/T7252-2001）改良三比值法計算2003年8月29日數據如下：
乙炔/乙烯=0.92/167.02=0.006，編碼0。
甲烷/氫氣=38.34/24.89=1.54，編碼2。
乙烯/乙烷=167.02/36.19=4.62,編碼2。
兩次三比值編碼均為(0、2、2)，屬于高溫過熱故障，根據月崗、淑郎推薦公式，通過8月29日數據我們可以計算故障部位的大致溫度
T=322lg(乙烯/乙烷) 525
=322lg(167.02/36.19) 525
=739℃
從上述分析看出:1、總烴絕對值超標，2、總烴絕對產氣速率超標。由《干式變壓器油中溶解氣體分析判斷導則》故障判斷方法可以判斷出西城1號主變存在高溫過熱故障（故障點溫度高于700℃）。
3吊芯檢查及處理情況
2004年2月，該主變停電做電氣試驗，發現鐵芯對地絕緣只有0.26MΩ,決定對主變吊芯檢查，檢查情況如下
(1)檢查各間隙，槽部沒有發現異物。#p#分頁標題#e#
(3)測量壓板連片、穿芯螺桿等的絕緣電阻均為10000MΩ以上。
(2)并用鐵絲對鐵芯底部進行清理，也沒有發現情況。
我們通過以上的處理分析，隨后決定采用交流法查找接地點，從低壓側加200V，用毫安表沿鐵軛各級逐點測量，如圖1-1所示。發現鐵芯靠下部左側的電流為0，可以初步判斷該處為接地點。圖1-1
通過以上檢查情況綜合分析，造成鐵芯多點接地，可能還是由于鐵芯毛刺或懸浮物引起的接地故障，決定用電容放電法進行處理。經過三次電容放電沖擊，第三次就聽不到放電聲。立即用搖表測得鐵芯絕緣為1000MΩ，說明故障點已消除。現在該主變從故障消除投運至今，色譜分析數據一直正常。
[參考文獻]
[1]GB/T7252-2001干式變壓器油中溶解氣體分析判斷導則
[2]GB/T17623-1998絕緣油中溶解氣體組分含量的氣相色譜測定法
[3]DL/T596-1996電力設備預防性試驗規程
