改良三比值法在变压器故障诊断中的应用

第ｌ６卷（２０１４年第４期）　电力安全技术　Ａ　改良三比值法在变压器故障诊断中的应用　孙大根，蒋立伟　（国电大渡河瀑布沟水力发电总厂，四川雅安６２５３０４）　［摘要］针对变压器内部不同性质的故障会造成变压器油分解形成不同组分气体的特性，介　绍了改良三比值法的基本原理和方法，结合某电站变压器油色谱数据和实际运行情况，详述了改良　三比值法在进行变压器故障诊断时的应用过程，表明了改良三比值法的实用性。　［关键词］变压器油；气体分析；三比值法；故障诊断　１概述　解气体分析和判断导则　中，将变压器不同故障类　型下产生的主要特征气体和次要特征气体归纳在表　变压器是电力系统中的主要设备之一，起着传　１中。　送电能、升降电压的重要作用。变压器的运行状况　决定着整个电力系统的负荷输送和分配，特别是在　表１　不同故障类型产生的气体　高电压等级系统中更是如此。由于制造工艺、材料、　油流等原因会造成变压器内部电场分布不均匀，容　易发生局部放电，这种放电现象在变压器的运行中　是持续存在的。放电会造成故障点周围的绝缘油或　其他绝缘介质分解产生Ｈ　、ＣＯ以及一些烃类气体。　这些气体聚集形成的气泡在电场的作用下会沿电场　方向排列，使故障点的绝缘强度进一步降低，故障　加剧，形成恶性循环，最终造成故障点绝缘破坏，　３故障诊断方法　引发事故。因此，对变压器内部初期故障进行监测　具有重要的意义。　研究和大量实践表明，变压器故障诊断不仅要　考虑油中溶解气体各组分的含量，还要考虑各组分　２故障特征分析　之间的相对含量。国际电工委员会（ＩＥＣ）根据这些　特征提出了以ＣＨ４／Ｈ２，Ｃ２ＶＩ４／Ｃ２Ｈ６，Ｃ２Ｈ２／Ｃ２Ｈ４　大容量变压器一般为油浸式，利用油一纸组　进行判断的三比值法；我国则根据运行实践，结合　合结构实现绝缘。当变压器内部发生初期故障时，　变压器的运行状况特点，对三比值法的编码组合做　变压器的油一纸绝缘材料会因为受热而逐渐老化　了改良，提出了改良三比值法。改良三比值法的编　或分解。由于不同的烃键具有不同的热稳定性，烃　码规则如表２所示。　类的Ｃ—Ｈ键只需较小的能量即可断裂，而Ｃ—Ｃ　键的断裂则需要较高的能量，Ｃ—Ｃ键、Ｃ＝Ｃ键　表２改良三比值法的编码规则　（大约为５００℃）和Ｃ三Ｃ键（８００～ｌ　２００℃）的形　成依次需要越来越多的能量，所以故障产生的气体　中各种烃类组分含量和故障类型、位置以及故障严　重程度密切相关。　我国现行的ＧＢ／Ｔ　７２５２－２００１（（变压器油中溶　一　一　Ａ　电力安全技术　结果如表６所示。　第ｌ６卷（２０１４年第４期）　当测得的变压器油中气体组分含量达到表３所　示的注意值时，才可以用改良三比值法进行判断。　改良三比值法进行变压器故障判断，计算三比值的　当油中气体组分含量达到注意值时，可根据计算的　三比值结果，对应ＧＢ／Ｔ　７２５２～２００ｌ中的典型应　表６改良三比值法计算结果　用，结合变压器的实际运行状况来分析故障原因。　如发现存在问题应及时处理，以防止故障扩大。　表３运行中变压器油中气体含量的注意值　Ｌ／Ｌ　对照表２中的改良三比值法编码，表６中２组　当测得的油中气体组分含量低于注意值但增加　速度大于表４所示值时，也应进行跟踪分析，并查　明原因。当油中气体组分含量已超过注意值但其数　值不随时间增长时，则可认为变压器不存在发展性　故障，只需要分析气体来源，对油进行净化后加强　监测分析。　表４产气速率的注意值　ｍＬ／ｄ　４应用实例　某１１０ｋＶ施工变电站（为电站建设初期提供　施工电源）运行人员发现ｌ号主变的油中气体含量　超标，油色谱分析数据如表５所示。　表５某１１０　ｋＶ施工电站油色谱分析数据　Ｌ／Ｌ　采样日期　Ｈ２　ＣＯ　ＣＯ２　ＣＨ４　Ｃ２Ｈ６　Ｃ２Ｈ４　Ｃ２Ｈ２总烃　２０１ｌ－０５－ｌ１　４７５．３　６５４．０　４　２３１．７　１９５．８　３２．６　ｌ８７．３　２２１．２　６４４．４　２０１１－０５－１４　６４１．２　７７９．０　４　４５５．０　１９４．２　１４．３　１６３．３　２００．７　５７７．０　根据表５中的数据可知，２次采样数据中的总　烃、Ｃ：Ｈ：、Ｈ　的含量都大于表３中规定的注意值，　而且Ｈ２、ＣＯ和ＣＯ２的含量都呈增大的趋势，由　此可判断变压器内部发生故障的可能性较大。利用　一　一　数据对应的编码为１０２。根据ＧＢ／Ｔ　７２５２－－２００１　中的结论，初步判断故障类型是电弧放电。由于烃　类气体的含量有下降趋势，判断可能是瞬时　故障，　故障原因可能是相间闪络、分接头引线间隙闪络、　引线对箱壳放电、分接头开关飞弧、导电回路电流　引起电弧、引线对其他接地体放电等。　现场实际检查发现，故障为变压器有载分接开　关Ａ相的一颗引线螺栓头对Ｂ相的引线放电，引　线处有明显的放电痕迹。将该螺栓及引线的绝缘重　新处理并紧固，测得直阻和绝缘正常后将变压器重　新投入运行。　由于通过改良三比值法先判断出变压器存在内　部故障并分析了故障原因，便于对变压器进行运行　维护管理，消除了重大的安全隐患，保障了系统的　安全稳定运行。同时，也要求运维人员严格执行油　色谱分析监督制度，按现场规程定期开展油化工作。　对于装设有油中气体在线监测装置的单位，还要按　照规程进行气体含量的运行监视，在出现报警信号　时做好现场设备检查；并结合油色谱分析结果进行　对比分析，及时做好故障处理。　５结束语　通过以上实例分析可以看出，改良三比值法是　非常实用的一种变压器故障诊断方法，有助于发现　变压器的一些初期故障。在具体的分析中，还要充　分考虑设备的实际运行状况及检修维护情况，通过　综合分析（如测量绕组直流电阻、绕组之间以及对　地绝缘，局部放电试验和测量微水含量等），准确　找到故障根源，消除缺陷，保障设备健康运行。　参考文献：　１操敦奎．变压器油中气体分析诊断与故障检查【Ｍ】．北京：　中国电力出版社，２００５．　第ｌ６卷（２０１４年第４期）　电力安全技术　Ｚ　ｈｕａｎｊ专家讲座　ｉａｊｉａｎｇｚｕｏ　《防止电力生产事故的二十五项重点要求》　编制说明　第４讲　黄幼茹　（全国电力安全专家委员会，北京　１０００３１）　６　防止锅炉事故编制说明　’　子、小油枪等少油点火技术刚刚诞生，干除渣技术　也刚开始采用，脱硫系统还处于示范阶段，脱硝技　６．１　总体说明　术还处于储备阶段。而当前，新建机组以６００　ＭＷ　根据本次《防止电力生产重大事故的二十五项　及以上超／超超临界机组为主，以神华煤、高水　重点要求》修订意见要求，将与锅炉专业紧密相关　分褐煤为代表的新煤种层出不穷，等离子、小油枪　的原（《防止电力生产重大事故的二十五项重点要求》　等少油／无油点火技术、干除渣技术得到普遍应　中“３防止大容量锅炉承压部件爆漏事故”、“５防　用，脱硫脱硝设备已成为基本配置，而且增加了大　止锅炉尾部再次燃烧事故”、“６防止锅炉炉膛爆炸　型循环流化床锅炉和蒸汽燃气联合循环余热锅炉等　事故”、“７防止制粉系统爆炸和煤尘爆炸事故”、“８　形式。这些技术和设备的广泛采用，要求反措必须　防止锅炉汽包满水和缺水事故”等５部分合并为“６　拓展内容和范围，做到全面覆盖和应对。　防止锅炉事故”，并将原“３防止大容量锅炉承压　原　二十五项反措》已执行了１０余年，各发　部件爆漏事故”修改为“６．５防止锅炉承压部件失　电集团也都下发了本企业的细则和修订版本，对于　效事故”。　其中在这些方面普遍固定下来并被认可的内容，及　为保证反措的全面性和完整性，本章的修订贯　时修订在新的反措中；而对于过时和不能反映当前　彻了覆盖电力生产全过程的思路，从规划／设计　设备系统情况的条款，则在新的反措中进行了删改、　／选型、制造／监造、安装／监理、调试、’运行、　调整和补充。　．　检修／维护／改造等环节进行把握。并且，在规　本次修订过程中，在充分听取各方意见的基础　定设计环节的要求时，强调和包括了改造的内容；　上，尽量不改动已经过实践证明行之有效的条文，　在规定调试启动时，强调和包括了检修后冷态启动　并尽量保持原条文的表述形式。　的一致性，使锅炉反措能够连贯和循环，而不是孤　６．２条文重点说明　立的一条线式的要求。　６．２．１　“防止锅炉尾部再次燃烧事故”部分　原　二十五项反措》颁布于２０００年，在其编　除因新技术采用必须增加的内容外，着重强调　制过程中，６００　ＭＷ机组尚未成为主力机组，等离－　了合理吹灰和规范进行水冲洗的重要性。　●●｛Ｉ豢豢●赫　繁　繁｛Ｉ　ｏｅｏｏｅｅｏｏｏｏｅｏ　謦＃鞭群赫臻綦聋赫＃谰Ｉ赫｛ＩＩ精辨赫精ｏｏｏｅ臻瓣精鞲替弗赫赫臻特ｊＩＩ瓣｜｝替弗毒赫赫荣椿案鬻綦臻特＃ｊＩ　誊　●鼻●　豢謦綦　＃　●　２钱旭耀．变压器油及相关故障诊断处理技术［Ｍ］．北京：　收稿日期：２０１３—１ｌ一２８。　中国电力出版社，２００６．　作者简介：　３　ＧＢ／Ｔ　７２５２－－２００１变压器油中气体分析和判断导则　］．　孙大根（１９８６一），男，助理工程师，主要从事水电站运行维护　４陈改峰．用溶解气体分析法诊断变压器故障［Ｊ］．变压器，　工作，ｅｍａｉｌ：ｓｃｓｕｎｄａｇｅｎ＠１６３．ｃｏｍ。　２００３（６）．　蒋立伟（１９６６一），男，工程师，主要从事水电站设备运行维护　管理工作。　一　一