文档介绍：基于油中溶解气体分析的变压器故障诊断方法研究
摘要:文章首先介绍了变压器典型的故障类型,然后介绍了基于DGA方法的故障诊断原理,重点介绍了目前广泛应用的IEC三比值法,该法采用五种特征气体比值,依据一定的编码规则和判断方法诊断变压器故障,是目前应用最多的方法。但是,该法也存在不足。针对这些不足,文章介绍了一些常用的辅助判断方法,最后,概述了几种基于DGA的其他诊断方法。
关键词:变压器;故障诊断;油中溶解气体分析
电力设备的故障诊断一直是电力系统的重要课题。变压器是电力系统运行的枢纽,国内外对变压器的故障诊断技术一直十分重视。随着电力技术的飞速发展,出现了很多种故障诊断的方法,这些方法也各有优缺点。对于大型电力变压器,一般都是油浸式,即是用油来进行绝缘和散热的。在变压器运行时,变压器油及其中的固体绝缘材料受到电、热等多种因素的影响,会缓慢裂解生成包括H2、CH4、C2H6、C2H4、C2H2、CO、CO2等在内的气体,且大部分都溶解在油中,即油中溶解气体;而当变压器发生故障时,会加速这些气体的产生,这就意味着油中气体的组分和含量能够在一定程度上反映变压器故障的类型。1952年,Martin等人提出气相色谱法,1961年Pugh和Wagner等人提出把气相色谱法应用于检测变压器故障气体。我国于20世纪七十年代开始研究利用气相色谱技术来诊断变压器的故障,并取得了较大的成就。
随着技术的发展,利用油中溶解气体来诊断变压器故障的方法已经越来越成熟。目前,油中溶解气体分析法(Dissolved Gas Analysis, DGA)已经广泛运用于电力系统中变压器故障诊断领域。根据我国现行的GB/T7252-2001《变压器油中溶解气体分析和判断导则》,利用测得的变压器油中溶解的各种特征气体的组分、含量及比值,判断变压器可能存在的故障。这种判断方法具有样本用量少、判断速度快、判断结果较为准确等特点,因此目前是我国电力企业变压器故障诊断的主要方法之一。
1变压器内部典型故障
大型油浸式变压器结构复杂,运行环境影响因素众多,因此涉及到的故障类型也复杂多样。有文献经过对359台故障变压器实例的统计,得到了变压器内部典型故障类型主要分为过热性故障、高能放电故障、火花放点故障以及局部放电或受潮故障。经过进一步研究分析,将变压器的内部典型故障总结为六种,其具体故障类型及可能的原因如表1所示。
2基于DGA技术的变压器故障诊断原理
目前,运行中的大型变压器大部分为油浸式,即是以绝缘油作为绝缘与散热介质。在正常运行过程中,变压器内的绝缘油在电、热作用下逐渐缓慢分解出氢气(H2)、甲烷(CH4)、乙炔(C2H2),乙烯(C2H4)、乙烷(C2H6)、一氧化碳(CO)、二氧化碳(CO2)等气体,这些气体会缓慢溶解在油中。而当发生故障时,会加速这些气体的产生与溶解,并且不同的故障类型会使得各种气体具有不同的产生速率,因此,这些气体的组分和含量与变压器故障类型、严重程度有着密切联系,由此就产生了根据油中溶解气体分析判断变压器故障的方法,简称DGA法。利用DGA法,在变压器运行过程中,定期检测溶解于油中的气体组分和含量,就能尽早发现变压器内部存在的潜伏性故障,并可随时掌握故障的发展情况和发展趋势,有助于对变压器的运行情况做出诊断,制定故障的处理方案。变压器发