干式變壓器常見內部故障類型及早期診斷方法
干式變壓器的內部故障一般可分為過熱故障和放電故障兩類。過熱故障根據溫度可分為三種情況:低溫過熱、中溫過熱、高溫過熱;根據能量密度的不同,放電故障可分為高能放電、低能放電和局部放電三種。至于機械斷層和內部水濕,較終會發展成電氣故障。
過熱故障是由熱應力引起的絕緣加速退化。如果熱應力只造成熱源外絕緣油分解,產生的特殊氣體主要是甲烷和乙烯,兩者之和一般占總烴的80%以上,乙烯的比例會隨著故障點溫度的升高而增加,嚴重過熱會產生微量乙炔。當過熱涉及固體絕緣材料時,除上述物質外,還會產生大量的一氧化碳和二氧化碳。如果沒有CO或CO2,可能是裸機局部過熱故障。
放電故障是由高電應力引起的絕緣退化。高能放電故障,又稱電弧放電故障,產氣量大,產氣量大,難以通過測量油中溶解氣體進行預診斷。通常是在故障發生后,通過對油中氣體和氣體成分的分析,來診斷干式變壓器故障的性質和嚴重程度。高能放電的故障氣體主要是乙炔和氫氣,其次是乙烯和甲烷。如果涉及固體絕緣,CO含量也高;低能放電的故障通常是電火花放電,故障氣體主要是乙烯和氫氣。因其失效能量小,總烴一般不高;局部放電斷層產氣的特點是氫組分較大(占總氫烴的85%以上),其次是甲烷。局部放電的后果是絕緣老化,如果不加以控制,將導致絕緣損壞,甚至事故。
干式變壓器內部故障診斷方法
1.測量斷層特征氣體含量(分析數據),并與油中溶解氣體含量的注意值進行比較。如果氣體濃度達到注意值(總烴和氫氣的注意值為150ppm,乙炔的注意值為5ppm),要注意加強跟蹤分析,找出原因。
2.雖然注意值可以作為反映故障概率的參考,但由于受油中氣體含量、干式變壓器容量、運行方式、使用壽命等相關因素的影響,僅根據注意值的分析結果很難正確診斷干式變壓器故障的嚴重程度,也永遠不能作為區分設備是否有故障的唯一標準。在此基礎上,應充分考慮產氣率的影響,重點區分診斷出的干式變壓器和檢查出的特征氣體。只有這樣,才能根據分析進一步確定干式變壓器是否有故障,并對故障的性質做出初步估計。產氣率與斷層能量、斷層位置、斷層點溫度直接相關。通過測量故障氣體的產氣率,可以進一步診斷干式變壓器的內部狀況。
3.為了找出氣體產生的真正原因,避免非故障原因造成的誤判,還應充分了解被診斷的干式變壓器的結構、制造、安裝運行、維護和輔助設備,并結合色譜分析數據進行綜合分析,從而正確診斷干式變壓器是否有故障。
來源:寧波電力局維修測試工區