变压器油分析及应用

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1、变压器油气相色谱分析及技术应用工作背景扬子石化公司各装置生产区内共有油浸式变压器三百多台，这些变压器为各装置的长期运行提供着动力保障，而检安公司负责对这些变压器的绝缘油进行定期取样、分析，并与历年的分析数据进行对比，在变压器正常供电的情况下，判别变压器的运行状况，及早发现和消除存在的安全隐患，取得了很好的效果。说明1色谱分析基本原理及试验设备在新绝缘油的溶解气体中，通常除了含有约70%的氮气和30%的氧气以及0.3%左右的二氧化碳气体外，并不含有C1C2之类的低分子烃，在经过油的处理之后，由于一些油的加热处理设备存在死角，可能出现微量

2、的乙烯甚至极微量的乙炔。正常运行的变压器油，由于油和绝缘材料的缓慢分解和氧化，会产生少量的一氧化碳、二氧化碳和微量的低分子烃气体。和和和和气体产生情况当变压器的内部出现过热和放电故障时，变压器绝缘油和内部固体绝缘材料中受热性效应和放电效应作用，油中的一氧化碳、二氧化碳、氢气和微量的低分子烃类气体产生速度和数量就会显著地增加。而在故障的初期，这些气体的增加并不足以引起瓦斯继电器的动作，此时，通过分析油中溶解的这些气体含量和增长速度，就能够及早发现变压器内部的故障，消除隐患，确保变压器的安全运行。气体分析将变压器油中的气体脱出，送入专用的

3、气体色谱分析仪，对下列组分和含量进行分析：二氧化碳（CO2）、一氧化碳（CO）、氢气（H2）、甲烷（CH4）、乙烷（C2H6）、乙烯（C2H4）、乙炔（C2H2）。分析结果用油中含有气体组分的体积百分比表示。工作设备概况我公司目前使用的是上海海欣色谱仪器有限公司生产的GC-900-SD型专用气相色谱分析仪，该机采用三检测器流程，一次进样，双柱并联，一次分流，最小检测浓度为：H2≤5×10-6，CO和CO2≤2×10-6，C2H2≤0.1×10-6。分析结果及其判断方法初步判断在绝缘油中存在局部放电时，油裂解产生的气体主要是氢气和甲烷，

4、当故障温度略高于正常温度是产生的重要气体是甲烷，随着故障温度的升高，乙烯和乙烷逐渐增多，在高于1000℃时，如在电弧弧道温度（3000℃以上）的作用下，油裂解产生的气体中含有较多的乙炔。如果涉及到固体绝缘材料时，会产生较多的一氧化碳和二氧化碳气体。表1不同故障类型产生的气体组分故障类型主要气体组分次要气体组分油过热CH4、C2H4H2、C2H6油和纸过热H4、C2H4、CO、CO2H2、C2H6油纸绝缘中局部放电H2、CH4、COC2H2、C2H6、CO2油中火化放电H2、C2H2油中电弧H2、C2H2CH4、C2H4、C2H6和纸中

5、电弧H2、C2H2、CO、CO2CH4、C2H4、C2H6注：进水受潮或油中气泡可能使氢含量升高。《电力设备预防性试验规程》（DL/T596-1996）运行设备的油中H2与烃类气体含量（体积分数）超过下列任何一项值时应引起注意：总烃含量（CH4、C2H6、C2H4和C2H2四种气体）大于150×10-6，H2含量大于150×10-6，C2H2含量大于5×10-6。故障类型的判断故障类型的判断《变压器油中溶解气体分析和判断导则》（DL/T722-2000）推荐采用三比值法进行故障类型的判断，基本与IEC599-1978法一致，其编码规则

6、和判断方法如表所示。采用三比值法进行故障类型的判断编码规则气体比值范围比值范围的编码C2H2/C2H4C2H2/C2H4C2H2/C2H4﹤0.1000≥0.1～﹤1111≥1～﹤3000≥3111故障类型判断方法编码组合故障类型判断故障实例（参考C2H2/C2H4C2H2/C2H4C2H2/C2H4绝缘导线过热，注意CO、CO2的含量，以及CO2/CO值。001低温过热（低于150℃）分接开关接触不良，引线夹件螺丝松动或接头焊接不良，涡流引起铜过热，铁芯漏磁，局部短路，层间绝缘不良，铁芯多点接地等。20低温过热（低于150～300℃

7、）21中温过热（低于300～700℃）0，1，22高温过热（高于700℃）高湿度、高含气量引起油中低能量密度的局部放电。10局部放电引线对电位未固定的部件之间连续火化放电，分接抽头引线和油隙闪络，不同电位之间的油中火化放电或悬浮电位之间的火化放电。10，10，1,2高能放电引线对电位未固定的部件之间连续火化放电，分接抽头引线和油隙闪络，不同电位之间的油中火化放电或悬浮电位之间的火化放电。20,1,2低能放电兼过热20,10,1,2电弧放电线圈匝间、层间短路，相间闪络，分接头引线油隙闪络，引线对箱壳放电，线圈熔断，分接开关飞弧，因环路电

8、流引起电弧，引线对其他接地体放电。20,1,2电弧放电兼过热变压器油气象色谱分析及实例从2002年10月份通过色谱分析发现炼油厂尤里卡1A配电变压器高压引线螺丝松脱故障后，公司要求对生产装置的所有变压器每年进行一次色谱分