探讨变压器油色谱分析技术在电容式电压互感器故障分析中的运用

2014-06-24浙江浙能镇海发电有限责任公司王意兴

电气技术与经济 2014年1期

浙江浙能镇海发电有限责任公司王意兴

1 变压器油的色谱分析技术概述

色谱分析技术是指通过对变压器油中溶解的各种气体含量进行检测，然后根据检测结果，来分析变压器油性能，从而对变压器等设备内部的潜伏性故障，特别是对过热性、电弧性和绝缘破坏性故障等进行判断的一种分析技术。

通过实践研究表明，采用色谱分析方法具有以下一系列的优点：

一是分离效能较高：这种技术可以将有着相近物理、化学性质的物质进行分离和分析，比如同位素、有机化合物中的同分异构体等；还可以有效地分离和分析那些有着特别复杂组分的混合物，比如石油产品等；二是分析速度较快：采用这种分析方法来分析样品，即使样品含有几十个组分，也不需要太长的时间，通常只需几分钟；三是取样简便，样品用量少：取油样口位置方便，油样量只要几毫升，一个分析过程就可以实现；四是分析结果灵敏度较高：采用这种方法鉴别的组分含量或杂质含量可以低到十万分之一，甚至可以达到百万分之一；五是适用范围广：采用这种方法不仅可以对气体进行分析，还可以对液体以及包含于固体内的气体进行有效的分析。

2 变压器油色谱分析技术在电容式电压互感器故障分析中的运用

某电厂，其220kV母线电压互感器采用国产、户外型、电容式产品，在2005年4月2号投入运行，额定电压：220kV，额定频率：50Hz。

在2012年12月2日，运行人员在巡查升压站内电气设备运行情况时，发现220kV母线电容式电压互感器B相有异常声音，且发音有规律性。然后继保人员检查其二次回路接线正常，又对该母线压变进行了测地网络通信试验，没有问题。为查明异声原因，将该母线压变改为检修状态，进行进一步检查。

停电后对该母线压变的外观，一次接线情况等进行了检查，均未发现异常情况。接着通过测试取得部分电气参数如下：

绕组间绝缘电阻全部＞10000MΩ，各端对地绝缘电阻＞10000MΩ，分压电容器C1值为20250pF，与铭牌标称电容值偏差为-0.51%；分压电容器C2值为20230pF，与铭牌标称电容值偏差为-1.13%。通过分析，这些数据结果均符合相关的要求和标准。针对问题确实存在的情况，于是通过对母线电压互感器取油样，进行油中溶解气体色谱分析，得出数据如下表：

上述数据中，油样中总烃和氢均超过注意值，CO超过300ppm，应考虑固体绝缘过热的可能性；采用特征气体判断法分析，乙炔是故障点周围绝缘油分解的特征气体，但本油样中乙炔（C2H2）含量未测出，判断可能为低能量的局部放电；氢是油中发生放电分解的特征气体，经微水分析油样中含水符合标准。因此，可得出初步分析结论：该电容式电压互感器内部存在低能量的局部放电和固体绝缘过热现象。

为对故障性质作出进一步的诊断，应用IEC三比值法分析如下：

比值范围编码为0 0 2，分析得出结论：引线接触不良或绝缘不良造成局部放电，引起故障发生的可能性最大。

为解决该电容式电压互感器存在的故障，只有解体该电容式电压互感器才能进行故障点确定及故障点的最终处理。在解体过程中，发现其中压引线对电磁单元下法兰内壁有较明显的放电痕迹，证实了上述分析结果是正确的。对其中压引线进行绝缘处理等措施后，经试验合格，设备恢复安装，投入正常运行。

放电现象原因分析：中压引线绝缘材料包覆工艺不良，厂家在制造组装的过程中，可能损伤到了中压引线外绝缘。在正常工作的情况下，13kV是电磁单元中压引线的电压，因为其绝缘受损，并经几年运行，其绝缘更有老化可能，运行过程中其与金属部位达到放电距离时就会发生放电现象，并发出异声。交接和常规预防性试验是无法有效发现故障的。