电力变压器固体绝缘故障的诊断方法.doc

行业资料：_电力变压器固体绝缘故障的诊断方法单位：_部门：_日期：_年_月_日第 1 页 共 10 页电力变压器固体绝缘故障的诊断方法引言为了使设备的外形尺寸保持在可以接受的水平，现代变压器的设计采用了更为紧凑的绝缘方式，在运行中其内部各组件间的绝缘所需承受的热和电应力水平显著升高。110kV及以上等级的大型电力变压器主要采用油纸绝缘结构，主要的绝缘材料是绝缘油和绝缘纸、纸板。当变压器内部故障涉及固体绝缘时，无论故障的性质如何，通常认为是相当严重的。因为一旦固体材料的绝缘性能受到破坏，很可能进一步发展成主绝缘或纵绝缘的击穿事故。所以纤维材料劣化引起的影响在故障诊断中格外受到重视。而且，如能确定变压器发生异常或故障时是否涉及固体绝缘，也就初步确定了故障的部位，对设备检修工作很有帮助。本文通过研究在故障涉及固体绝缘时，其它特征气体组分与CO、CO2间的伴生增长情况，提出了一种动态分析变压器绝缘故障的方法。并着手建立故障气体的增长模式，为预测故障的发展提供了新的判据。1、判断固体绝缘故障的常规方法CO、CO2是纤维材料的老化产物，一般在非故障情况下也有大量积累，往往很难判断经分析所得的CO、CO2含量是因纤维材料正常老化产生的，还是故障的分解产物。月岗淑郎1研究了使用变压器单位纸重分解并溶于油中的碳的氧化物总量，即（CO+CO2）mLg（纸）来诊断固体绝缘故障。但是，已投运的变压器的绝缘结构、选用材料和油纸比例随电压等级、容量、型号及生产工艺的不同而差别很大，不可能逐一计算每台变压器中绝缘纸的合计质量，该方法因实际操作困难，难以应用；并且，考虑全部纸重在分析整体老化时是比较合理的，如故障点仅涉及固体绝缘很小的一部分时，使用这种方法也很难比单独考虑CO、CO2含量更有效。IEC5992推荐以CO/CO2的比值作为判据，来确定故障与固体绝缘间的关系。认为CO/CO20.33或0.09时表示可能有纤维绝缘分解故障，在实践中这种方法也有相当大的局限性3。本文对59例过热性故障和69例放电性故障进行了统计。结果表明，应用CO/CO2比例的方法正判率仅为49.2%，这种方法对悬浮放电故障的识别正确率较高，可达74.5%；但对围屏放电的正判率仅为23.1%.2、固体绝缘故障的动态分析方法新的预防性试验规程规定，运行中330kV及以上等级变压器每隔3个月进行一次油中溶解气体分析，但目前很多电业局为保证这些重要设备的安全，有的已将该时间间隔缩短为1个月。也有部分电业局已开展了油色谱在线监测的尝试，这为实现故障的连续追踪，提供了良好的技术基础。电力变压器内部涉及固体绝缘的故障包括：围屏放电、匝间短路、过负荷或冷却不良引起的绕组过热、绝缘浸渍不良等引起的局部放电等。无论是电性故障或过热故障，当故障点涉及固体绝缘时，在故障点释放能量的作用下，油纸绝缘将发生裂解，释放出CO和CO2.但它们的产生不是孤立的，必然因绝缘油的分解产生各种低分子烃和氢气，并能通过分析各特征气体与CO和CO2间的伴生增长情况，来判断故障原因。判断故障的各特征气体与CO和CO2含量间是否是伴随增长的，需要一个定量的标准。本文通过对变压器连续色谱监测的结果进行相关性分析，来获得对这一标准的统计性描述。这样可以克服溶解气体累积效应的影响，消除测量的随机误差干扰。本文采用Pearson积矩相关来衡量变量间的关联程度，被测变量序列对（xi，yi），i1，相关系数的显著性选择两种检验水平：以1%作为变量是否显著相关的标准，而以5%作为变量间是否具有相关性的标准。即：当相关系数0.01时，认为变量间是显著相关的；0.05时，二者没有明确的关联。0.01、0.05的取值与抽样个数N有关，可通过查相关系数检验表获得由于CO为纤维素劣化的中间产物，更能反映故障的发展过程，故通过对故障的主要特征气体与CO的连续监测值进行相关性分析可进一步判断故障是否涉及固体绝缘。当通过其它分析方法确定设备内部存在放电性故障时，可以CO与H2的相关程度作为判断电性故障是否与固体绝缘有关的标准；而过热性故障则以CO与CH4的相关性作为判断标准。通过对59例过热性故障和69例放电性故障实例的分析。这种方法在一定程度上可以反映故障的严重程度，在过热性故障的情况下，如果CO不仅与CH4有较强的相关性，还与C2H4相关，表明故障点的温度较高；而在发生放电性故障时，如果CO与H2和C2H2都有较强的相关性，说明故障的性质可能是火花放电或电弧放电。3故障的发展趋势确认故障类型后，如能进一步了解故障的发展趋势，将有助于维修计划的合理安排。而产气速率作为判断充油设备中产气性故障危害程度的重要参数，对分析故障性质和发展程度（包括故障源的功率、温度和面积等）都很有价值4。通过回归分析，可将这3种典型模式归纳为：（a）正二次型：总烃随时间的变化规律大致为Cia.t2b.tc（a0），即产气速率=a.t+b不断增大，与时间成正比。这常与突发性故障相对应，故障功率及所涉及的面积不断变大，这种故障增长模式往往非常危险。（b）负二次型：总烃和产气速率的变化规律与（a）相同，只是a0.即总烃Ci增高到一定程度后，在该值附近波动而不再发生显著变化。多与逐渐减弱的或暂时性的故障形式相对应，如在系统短路情况下的绕组过热及系统过电压情况下发生的局部放电等。（c）一次型：即线性增长模型，是一种与稳定存在的故障点相对应的产气形式。总烃的变化规律为Cik.tj，产气速率为固定的常数k，通常只有当故障产气率k或总烃Ci大于注意值时才认为故障严重。本文对59例过热性故障和69例放电性故障变压器总烃含量的增长模式与故障严重程度的对应关系进行了统计，结果如表2所示。4、实例分析故障产气的增长模型为正二次型，在较短的时间里产气速率呈明显的增长趋势，是一种发展迅速的故障，反映出故障功率及故障所涉及的面积在不断变大。xx年3月14日进行吊芯检查发现，高压线圈与低压线圈间围屏有7层存在不同程度的烧伤、穿孔、爬电等明显的树枝状放电痕迹，属围屏放电故障，与分析结果相符。5、结论a.电力变压器油中溶解气体的产生总有其内在的原因，根据故障的主要特征气体与CO的伴生增长情况，即可判断故障点是否涉及固体绝缘。这种方法基本上不受累积效应的影响，不存在注意值的限制，可以随时分析溶解气体的变化规律，及时发现可能存在的潜伏性故障。b.对运行中的电力变压器，其故障的产气过程并不都是线性增长的，存在着其它的增长模式。统计结果表明：总烃含量如果呈正二次型增长，则大多为严重的破坏性故障；而当故障产气线性增长时，则故障点相对稳定；若总烃呈负二次型增长，多为暂时性故障，一般危害不大。第 6 页 共 10 页电力变压器安全操作规程一、运行电力变压器必须符合变压器运行规程中规定的各项技术要求。二、新装或检修后的变压器投入运行前应作下列检查：1、核对铭牌，查看铭牌电压等级与线路电压等级是否相符。2、变压器绝缘是否合格，检查时用1000或2500伏摇表，测定时间不少于1分钟，表针稳定为止。绝缘电阻每千伏不低于1兆欧，测定顺序为高压对地，低压对地，高低压闸。3、油箱有无漏油和渗油现象，油面是否在油标所指示的范围内，油表是否畅通，呼吸孔是否通气，呼吸器内硅胶呈蓝色。4、分接头开关位置是否正确，接触是否良好。5、瓷套管应清洁，无松动。三、电力变压器应定期进行外部检查。经常有人值班的变电所内的变压器每天至少检查一次，每周应有一次夜间检查。四、无人值班的变压器，其容量在3200千伏安以上者每10天至少检查一次，并在每次投入使用前和停用后进行检查。容量大于320千伏安，但小于3200千伏安者，每月至少检查一次，并应在每次投入使用前和停用后进行检查。五、大修后或所装变压器开始运行的48小时内，每班要进行两次检查。六、变压器在异常情况下运行时（如油温高、声音不正常、漏油等）应加强监视，增加检查次数。七、运行变压器应巡视和检查如下项目：1、声音是否正常，正常运行有均匀的“嗡嗡”声。2、上层油温不宜超过85。3、有无渗、漏油现象，油色及油位指示是否正常。4、套管是否清洁，有无破损、裂纹、放电痕迹及其它现象。5、防爆管膜无破裂，无漏油。6、瓦斯继电器窗内油面是否正常，有无瓦斯气体。八、变压器的允许动作方式1、运行中上层油温不宜经常超过85，最高不得超过95。2、加在电压分接头上的电压不得超过额定值的5%。3、变压器可以在正常过负荷和事故过负荷情况下运行，正常过负荷可以经常使用，其允许值根据变压器的负荷曲线、冷却介质的温度以及过负荷前变压器所带的负荷，由单位主管技术人员确定。在事故情况下，许可过负荷30%运行两小时，但上层油温不得超过85。九、变压器可以并列运行，但必须满足下列条件：1、线圈接线组别相同。2、电压比相等，误差不超过0.5%。3、短路电压相等，误差不超出10%。4、变压器容量比不大于3:1。5、相序相同。十、变压器第一次并联前必须作好相序校验。十一、不带有载调压装置的变压器不允许带电倒分接头。320千伏安以上的变压器在分接头倒换前后，应测量直流电阻，检查回路的完整性和三相电阻的均一性。十二、变压器投入或退出运行须遵守以下程序：1、高低压侧都有油开关和隔离开关的变压器投入运行时，应先投入变压器两侧的所有隔离开关，然后投入高压侧的油开关，向变压器充电，再投入低压侧油开关向低压母线充电，停电时顺序相反。2、低压侧无油开关的变压器投入运行时，先投入高压油开关一侧的隔离开关，然后投入高压侧的油开关，向变压器充电，再投入低压侧的刀闸、空气开关等向低压母线供电。停电时顺序相反。十三、变压器运行中发现下列异常现象后，立即报告领导，并准备投入备用变压器。1、上层油温超过85。2、外壳漏油，油面变化，油位下降。3、套管发生裂纹，有放电现象。十四、变压器有下列情况时，应立即联系停电处理：1、变压器内部响声很大，有放电声。2、变压器的温度剧烈上升。3、漏油严重，油面下降很快。十五、变压器发生下列严重事故，应立即停电处理。1、变压器防爆管喷油、喷火，变压器本身起火。2、变压器套管爆裂。3、变压器本体铁壳破裂，大量向外喷油。十六、变压器着火时，应首先打开放油门，将油放入油池，同时用二氧化碳、四氯化碳灭火器进行灭火。变压器及周围电源全部切断后用泡沫灭火机灭火，禁止用水灭火。十七、出现轻瓦斯信号时应对变压器检查。如由于油位降低，油枕无油时应加油。如瓦斯继电器内有气体时，应观察气体颜色及时上报，并作相应处理。十八、运行变压器和备用变压器内的油，应按规定进行耐压试验和简化试验。十九、备用变压器必须保持良好，准备随时投入运行。第 9 页 共 10 页行业资料本文至此结束，感谢您的浏览!（资料仅供参考）下载修改即可使用第 10 页 共 10 页