變壓器故障分析中氣相色譜技術(shù)的運用

對于這個(gè)故障的處理過(guò)程是：我們首先檢查了控制電路，在排除控制電路的因素后，然后把留意力集中到靜電除塵器的升壓變壓器上。因該變壓器內部裝有高壓硅堆、均壓電阻、電容和取樣電路，且均浸沒(méi)在變壓油中，結構特殊，屬于特種變壓器，不答應隨便拆開(kāi)。為了正確判定故障，首先對其進(jìn)行了常規檢測，包括變壓器直流電阻、盡緣電阻等項目的檢測，沒(méi)有發(fā)現題目，于是采用氣相色譜分析法作進(jìn)一步測試診斷。

我們取該臺變壓器油樣后拿到色譜分析儀上進(jìn)行分析，測出樣品中溶解氣體的成分和含量如下表所示：

從表中數據可以看出，該變壓器油中氣體的總烴含量大大超過(guò)留意值150ppm，且烴類(lèi)氣體為主要成分，乙炔含量遠遠超過(guò)5ppm的留意值，但因氫氣和甲烷的含量很少，造成烴類(lèi)氣體含量較高的原因，可能是由于變壓器存在長(cháng)時(shí)間的間隙性放電造成的。根據前述理論，判定該變壓器存在嚴重的金屬性電弧放電現象，應立即停運并建議吊芯檢查。

事后修理職員對該升壓變壓器進(jìn)行吊芯檢驗，箱蓋上孔蓋一打開(kāi)，就有刺鼻的氣味溢出，變壓器芯子吊出箱體，整個(gè)芯子象涂上一層墨，那是由于電弧放電裂解變壓油產(chǎn)生的積碳附著(zhù)在鐵芯繞組和硅堆上形成的。用變壓油反復沖洗，經(jīng)細心檢查，發(fā)現該變壓器確實(shí)存在電弧放電現象，故障部位位于高壓線(xiàn)圈引出線(xiàn)與高壓套管螺桿的連接處。由于該變壓器結構的特殊性，廠(chǎng)家為了裝配方便，把高壓引出線(xiàn)通過(guò)一個(gè)馬鞍型卡子與穿墻螺桿作接觸性連接，由于長(cháng)時(shí)間的運行，這個(gè)連接點(diǎn)出現了松動(dòng)，造成接觸不良，使變壓器長(cháng)時(shí)間處于電弧放電的情況下運行，馬鞍型銅卡子已燒蝕了一個(gè)不規則的洞。題目找到后我們對其進(jìn)行了改進(jìn)，取消了馬鞍型卡子，直接將高壓引線(xiàn)用螺栓緊壓在穿墻螺桿上，在進(jìn)行了一系列檢驗后，將芯子重新裝回箱體并更換了變壓器油，完畢通電試運行，一切正常。

例2：利用色譜分析結果判定出變壓器存在過(guò)熱現象

今年2月份，根據運行職員反映，新廠(chǎng)區4#鍋爐靜電除塵器2#電場(chǎng)無(wú)法運行，只要一開(kāi)機，高壓控制柜的電源開(kāi)關(guān)就跳閘，微機顯示為過(guò)活動(dòng)作。

接到反映后，我們配合運行職員一起檢查了所有控制線(xiàn)路、主電源回路、電場(chǎng)內部的所有控制電路，均沒(méi)有發(fā)現題目，最后斷定題目只可能出在變壓器本身，于是拆除變壓器的高低壓引線(xiàn)，對變壓器進(jìn)行常規的檢測，盡緣電阻正常，直流電阻也正常，也沒(méi)有發(fā)現題目。再進(jìn)行第二步變壓油色譜分析來(lái)幫助檢查。

取回變壓器油樣后，我們將其放到氣相色譜分析儀上進(jìn)行分析，結果令我們大吃一驚，其分析結果如下表所示：

從表中數據可以看出，因其乙炔含量為0ppm，基本上可以斷定變壓器不存在放電現象，但烷類(lèi)及烴類(lèi)氣體含量非常高，總烴含量是留意值150ppm的100多倍，且乙烷及乙烯是總烴的主要成分，二氧化碳含量也非常高。

由此可以判定該變壓器存在嚴重的過(guò)熱故障，過(guò)熱使固體盡緣材料分解出上述氣體，故障點(diǎn)溫度大概為：322Log(6887.47/7014.92)+525=520℃。故建議該電場(chǎng)不得投運并立即吊芯檢查，以免使故障擴大。

接下來(lái)對該變壓器進(jìn)行了吊芯檢查，整個(gè)鐵芯吊出來(lái)后，立即可看到有一個(gè)線(xiàn)圈的盡緣材料已有被燒焦的痕跡，故障為低壓線(xiàn)圈匝間短路，因存在短路故障造成很大的短路電流，故該電場(chǎng)一開(kāi)機電源開(kāi)關(guān)就跳閘?；叵氲跣厩暗臋z測，未發(fā)現題目的原因在于，低壓線(xiàn)圈固然是匝間短路，但未造成低壓線(xiàn)圈對高壓線(xiàn)圈、及低壓線(xiàn)圈對地短路，故盡緣電阻測試正常。按理說(shuō)線(xiàn)圈匝間短路變壓器的直流電阻應降低，但是由于該線(xiàn)圈本身的電阻值就很小，部分線(xiàn)圈匝間短路后其直流電阻變化不明顯，故造成直流電阻也正常的假象，所以測變壓器直流電阻時(shí)沒(méi)有發(fā)現題目。

因該變壓器線(xiàn)圈繞組盡緣燒壞，維修較困難且修理用度比較貴，已不值得再修理，故最后決定更換新的變壓器。

五、總結

在用氣相色譜連續檢測充油電氣設備內部故障的過(guò)程中，假如發(fā)現油中各種氣體的含量中有一項達到了留意值范圍時(shí)，應開(kāi)始引起留意，采取措施進(jìn)行其它電氣試驗等，以便對設備有無(wú)異常作出分析和判定。當試驗結果中一項超過(guò)留意值上限時(shí)，應采取措施，盡早停止運行，并用其它試驗進(jìn)行驗證，進(jìn)一步找出故障點(diǎn)，防止重大事故的發(fā)生。

用氣相色譜法對充油電氣設備油中氣體含量的分析，能判明設備存在的故障，更重要的是分析判定故障的性質(zhì)，是過(guò)熱性故障還是放電性故障及故障的大概部位是在裸金屬部分還是參與了固體盡緣，從而進(jìn)一步估計故障的危害性，以便及時(shí)采取措施，作出正確處理，防患于未然。

綜上所述，利用氣相色譜分析變壓器油的氣體組分及其含量，能夠使技術(shù)職員充分把握并監測變壓器的運行狀態(tài)，能夠提前知道變壓器內部是否存在潛伏性故障，即在變壓器運行中(不停電、不吊芯的情況下)，通過(guò)常規檢測及色譜分析就可以把變壓器內有無(wú)故障、有什么樣性質(zhì)的故障診斷出來(lái)，這對于變壓器的維護保養起到關(guān)鍵性的指導作用，從而更好地保證電力系統的安全運行。