充油设备的DGA分析和诊断 (2).ppt
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1、充油设备的DGA分析和诊断,介绍内容,DGA的基础知识 充油电气设备的故障诊断 DGA在线监测的技术动态,DGA的基础知识,色谱法名称由来 分类 特点 流程和分离原理 色谱仪的主要部件 DGA试验的全过程,名称由来、分类和特点,名称由来 1906年俄国植物学家茨维持 借两相分配原理而使混合物 中各组份获得分离的技术, 称为色谱技术或色谱法。,分类 色谱法,气相色谱 液相色谱,气固色谱 气液色谱 液固色谱 液液色谱,名称由来、分类和特点,特点 分离效能高 分离速度快 样品用量少 使用范围广,.,色谱的流程和分离原理,气相色谱流程方框图,载气,气路控制系统,气体样品,六通阀,液体样品,气化器,色谱
2、柱,检测器,辅助气体,放空,信号放大,记录仪,色谱的流程和分离原理,混合物样品在色谱柱中的分离原理图,色谱仪的主要部件-检测器,用于测量色谱流程中柱后流出物组成变化和浓度的装置。 电力系统用色谱仪的检测器有两种:热导检测器(TCD)和氢焰检测器(FID)。,热导检测器(TCD),根据载气中混入其他气态物质时热导率发生变化的原理制成.,氢焰检测器(FID),原理:可燃性有机物在氢-氧火焰中发生电离,在静电场的作用下形成离子流.,DGA试验的全过程,取样 取样部位 取样容器 取样方法 保存和运输 从油样中脱出溶解气体 样品分析 仪器标定 试样分析,取样部位,一般在下部取样阀 如遇突发故障时,产气量
3、较大,可在不同部位同时取样; 考察辅助设备时,可就近取样; 避免取循环不畅的死油; 应在设备运行中取样。,取样容器-玻璃注射器,特点: 容器壁不透气或吸附气体,透明,便于观察样品状况;器内无死角,不残存气泡; 严密性好,取样时能完全隔绝空气,取样后不向外跑气或吸入空气; 能自由补偿由于油样随温度热胀冷缩造成的体积变化,容器内不产生负压空腔而析出气泡; 材质化学性质稳定且不宜破损,便于保存和运输.,取样方法,注意事项: 取样阀中的残存油应尽量排除,阀体周围污物擦拭干净; 取样连接方式可靠,连接系统无漏油或漏气缺陷; 取样时应设法将取样容器和连接系统中的空气排尽; 取样过程中,油样应平缓流入容器,
4、不产生冲击飞溅或起泡沫; 对密封设备在负压状态下取油样时,应防止负压进气; 注射器取油样时,特别注意保持注射器芯干净,防止卡涩.,取样方法-全密封取样,样品的保存和运输,样品应尽快分析。油样保存期不得超过4天; 样品的保存必须避光、防尘,确保注射器芯干净、不卡涩; 运输过程中应尽量避免剧烈振动。空运时避免气压变化。,从油样中脱出溶解气体,调节油样体积。将100ml油样推出部分,准确调整为40ml油样; 加平衡载气,注入5ml的N2气; 振荡脱气。油样放入恒温定时振荡器内,恒温50C,连续振荡20min, 静止10min; 转移平衡气。将油样取出,立即用双头针头将平衡气体转移的另一注射器A中,室
5、温下放置2min,准确读取其体积。,样品分析,仪器标定 外标法,准确抽取1ml标气,注入色谱仪,测取峰面积,并取两次平均值。 试样分析 从注射器A中准确抽取1ml试样,注入色谱仪,测取峰面积。 将试样的峰面积与标气的峰面积进行比较,得到试样的浓度。,充油电气设备的故障诊断,充油设备油中溶解气体的来源 油纸绝缘材料热分解产气的机理 变压器等设备内部故障类型及其油中气体的特征 变压器等设备内部故障判断的步骤 故障实例说明,充油设备油中溶解气体的来源,空气的溶解 正常运行下产生的气体 故障运行下产生的气体 其他原因引入的气体,油纸绝缘材料热分解产气的机理,有关键能,IEC三比值法,编码规则,故障类型
6、判断方法,过热性缺陷-产气特征,热点不涉及固体绝缘时,产生的气体主要是低分子烃类气体,其中甲烷乙烯是特征气体。 当故障点温度较低时,甲烷占的比例大,随着热点温度的升高,乙烯和氢组份急剧增加,比例增大。当严重过热时,会产生少量乙炔。 较高温度过热涉及固体绝缘材料时,另外还产生CO和CO2。,过热性缺陷分类,导电回路 载流导线和接头不良引起 分接开关动静触头接触不良; 引线接头虚焊; 股间短路; 引线过长或包扎绝缘损伤引起导体间相接产生环流发热; 线圈绝缘膨胀油道堵塞引起散热不良。,过热性缺陷分类,导磁回路 铁心多点接 铁芯短路 漏磁引起局部过热,局部放电性缺陷,局部放电是指油和固体绝缘中的气泡和
7、尖端,因耐压强度低,电场集中产生的。 互感器和电容套管的电容芯绕包工艺不良或真空干燥工艺不良等,都会造成局部放电。 气体特征为氢组份最多,其次是甲烷,当放电能量密度高时,会产生少量的乙炔。 绝缘纸层中间有明显可见的X-蜡或放电痕迹。,低能放电(又称火花放电),不同电位的导体与导体、绝缘体与绝缘体以及不固定电位的悬浮体,在电场极不均匀或畸变以及感应电位下造成。 如铁芯片间、铁芯接地片接触不良造成的悬浮放电,无载分接开关操作杆拨叉悬浮放电,套管均压球、压碗等松动后悬浮放电,套管末屏接触不良放电,电流互感器L1端子放电、磁屏蔽悬浮放电等。 特征气体:主要是乙炔和氢,其次是甲烷和乙烯。,电弧放电,原因
8、:匝层间绝缘击穿,过电压引起内部闪络,引线断裂引起的闪弧,分接开关飞弧和电容屏击穿等。 特点:多是突发性的,故障气体产生剧烈,产气量大,故障气体往往来不及溶解于油而聚集到气体继电器引起瓦斯动作。 气体特征:总烃很高,乙炔和氢占主要部分,其次是乙烯和甲烷,如果涉及固体绝缘,瓦斯气和油中气的CO含量都比较高。,辽阳供电公司首山变电所2#主变(SFP3-120000/220)高温过热,朝阳电力修造厂80年3月产品 ,81年2月投入运行; 验收试验中空载损耗和空载电流与设计值和出厂值相差很大; 85年1月7日在系统无任何异常情况下,突发匝间短路 ; 95年5月发现了铁芯多点接地,采取串联电阻的方法限制
9、其铁芯电流,总烃维持在500L/L ; 1999年5月采用电容充电法打开铁芯悬浮接地点,总烃呈逐年下降趋势,乙炔为0L/L ; 2002年7月1日21时30分,早期变压器故障监测装置显示值突变,总烃由前一天的100L/L增长为300L/L,辽阳供电公司首山变电所2#主变(SFP3-120000/220)高温过热,首山变电所2#主变色谱跟踪试验数据,辽阳供电公司首山变电所2#主变(SFP3-120000/220)高温过热,现场排油检查发现: 高低压线圈所有压钉全部松动;高压侧C相有一个反压钉上部螺帽有放电痕迹,高压侧A相取下一个压钉帽,没有垫片,帽内有碳泥; 从高压侧看到A、B、C相间下铁轭隔板
10、上均有金属粉末、电镀螺丝皮、硅胶、焊接残余物等; 铁芯上部拉杆较紧,铁芯中部膨胀,高压包隔板内有金属屑; B相分接开关触指(共5个)上数第三个有一个轻微烧灼麻点。,辽阳供电公司首山变电所2#主变(SFP3-120000/220)高温过热,8月中旬返厂解体,发现铁芯多处严重过热并伴有烧伤痕迹。 矽钢片接缝处烧损图片 矽钢片绝缘烧损图片,沈变1999年12月产品,型号为LB3-500(W) 2001年春检时发现氢气含量接近注意值,为134L/L,2002年春检氢气含量基本无变化,但02年9月秋检复试发现氢气含量大幅度增加,达到9467L/L,甲烷达到300.6L/L,局部放电型缺陷; 返厂解体检查
11、发现互感器存在包扎性缺陷,使得一次电容屏间绝缘出现局部空隙,在长期高电压作用下,产生局部放电。,哈尔滨超高压局永源站方永甲线B相CT,解体检查: 在一次线圈L2端内测的第三主屏第一端屏绝缘层表面上,有一处直径约 75mm的糊痕区域,且此处糊痕区域向内部逐渐深入,随着线圈绝缘直径缩小,其糊痕区域逐渐缩小并消失,最后在第二主屏第二端屏绝缘层处糊痕彻底消失,其绝缘包轧表面恢复正常状态。 经过现场实测糊痕区域周边包扎纸与设计图纸要求相差34mm,其他绝缘包扎状况未见异常。,沈阳电业局虎石台2#变压器 (SFPS3-120000/220),该变压器为沈阳变压器厂1983年5月产品,有高压、中压和低压三个
12、绕组,为三芯三柱式结构,1998年7月因受短路电流冲击绝缘损伤后,由沈阳电业局修造厂大修,更换C相中、低压绕组,1998年8月重新投入运行。2000年5月色谱成绩出现异常,乙烯、乙炔出现明显增长(色谱成绩详见表2),初步分析诊断为高温过热兼轻微放电性缺陷,于是缩短试验周期,对其进行了将近一年的监视,色谱成绩较为稳定,2001年4月5日,虎新东西线发生三相短路,,沈阳电业局虎石台2#变压器 (SFPS3-120000/220),虎石台2#主变色谱分析数据,沈阳电业局虎石台2#变压器 (SFPS3-120000/220),2001年5月13日主变月检中发现特征气体含量急剧增加,分析判断为电弧放电性
13、缺陷,建议变压器退出运行。5月14日变压器停运,高压试验(包括绝缘电阻、直阻、泄漏和单相空载试验)无异常,进行变压器绕组变形试验,判断变压器中低压绕组发生形变。返沈变厂吊芯检查,发现C相中、低压绕组从顶端向下数52段起发生向内的形变,中压引出线右数1、2、5、6条发生凹陷,最深为67cm, 3、4、7、8条发生凸起,最高处为7cm。该变压器改造后于11月投入于洪一次变电所挂网运行。,鞍山电业局红一变2#变压器(SFDS-7500/220),2001年3月19日红一变2#主变压器在油色谱月检分析中发现乙炔、氢气和总烃含量急剧增加(详见表3),根据三比值法,诊断设备内部存在放电性缺陷。3月21日停
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