影响气相色谱数据正确性的原因与处理
仪器信息网 · 2009-08-02 21:40 · 32544 次点击
何报杏
油浸式变压器在运行中存在局部过热、局部放电等潜在故障时,其绝缘油中所含的气体:组分、种类及含量将随故障性质与程度的不同而各异,对油中溶气进行色谱分析,按导则规定值或IEC三比值法便可快速准确判断故障的性质与程度,且对故障大致部位有一定启示。实践证明,导致气相色谱数据异常或超标的原因,除了内部故障外,还可能由外部原因所致。所以,在检测时,如果发现溶气中的总烃(∑CH)或某单一组分气体超标或在短时间内明显增加,要结合运行工况和历史数据综合分析、辨识,并先行排除外部因素的干扰,否则容易造成误判,导致不必要的停电检查。下面对工作中遇到的几种误判情况作简要分析。
1.冷却散热不良引起的一氧化碳超标
(1)误判实例。一台油浸风冷型变压器,1998年12月受电,1999年6月因呼吸器堵塞引起气体继电器动作,经检修试验合格后恢复运行,取油样作气相色谱分析无异常。一个月后再进行色谱追踪分析,∑CH为125μL/L,略高于正常值,CO则高达952μL/L,说明介入固体绝缘,三比值,组绝缘一般性过热,但现场检查未发现问题,属于误判。
(2)分析处理。造成一般性过热(低于150℃)的内部故障有过负荷、导体接触不良、匝间短路、油局部过热等。根据色谱数据结合变压器无过载运行,三相电压平衡和电气试验合格等情况分析,由内部故障导致过热的可能性很小,更不会是绝缘自身老化,而因散热不良使油温升高导致绕组过热的可能性极大。据此对散热器及温控风冷装置进行检查,结果发现风扇启动温度设定值为75℃,高于规定的55℃,且7月中环境温度较高,终因冷却散热不良使变压器上层油温超过95℃。将风扇启动温度改为55℃后,运行温度恢复正常。
2.有载调压开关渗漏引起的乙炔升高
(1)误判实例。一台有载调压变压器的气相色谱分析数据为:∑CH2480μL/L,C2H21630μL/L,C2H2已占∑CH的主要成分,,判断为高能量放电。停电吊芯检查未发现异常,亦属误判。
(2)分析处理高能量放电属弧光放电,调压开关在切换时将产生电弧和一定压力,如果开关筒密封不严,高温电弧产生的烃类气体便随油流渗入变压器油箱,与本体油内的气体相叠加,使和∑CH明显增加,本例即原调压开关渗漏引起误判。
为了保证气相色谱数据的正确性,首先要排除调压开关渗漏的影响,方法是采用示踪气体监视法,即将一定浓度的惰性气体(氦、氩等)注入开关室内,然后检测本体油中有无该气体,以确认开关筒是否渗漏。调压开关安装和大修后要经密封试验合格才能使用,开关筒内的油受到污染后应及时过滤或更换。
3.潜油泵缺陷引起的总烃增加
(1)误判实例一台63000/110型主变,强油风冷,配备9台潜油泵运行中轻瓦斯继电器突然动作,排气后取本体油样作气相色谱分析,∑CH为56μL/L,属正常范围,主变继续带负荷运行。7h后轻瓦斯再次发信,又取油样作色谱分析,∑CH增至483μL/L,初步判断可能存在局部过热及放电缺陷,停电检查,作电气绝缘试验均正常,说明判断错误。
(2)分析处理根据∑CH含量分析属一般过热,结合主变电流未超额及电气绝缘试验正常,基本排除内部故障和器身受潮的可能联想到主变投运时,全部启动潜油泵后,轻瓦斯发信间隔时间随之缩短(最短为6min)的信息,说明故障可能与潜油泵缺陷有关进一步检查发现2号、6号泵泵体温度明显高于其它泵,6号与7号泵运转时可看到底部窥视孔内有许多气泡,判断∑CH增高和轻瓦斯动作是潜油泵发热和负压进气所致,更换这3台泵后故障排除。
潜油泵是主变唯一连续旋转的机械,且转速较高,较易产生磨损和冷却油路堵塞而发热,或因密封不良产生负压进气为此,运行中要加强对潜油泵的监视与维护,定期检查泵体的温度,观察底部窥视孔内有无气泡,测试有无负压存在,方法是旋松电泵最下面的一只排气螺钉,有溢油为正压,否则为负压,注意负压区的密封状况,发现渗漏,及时处理。
4.器身吸收的气体回溶引起乙炔重现
(1)误判实例一台110kV主变压器,因发生事故,现场吊芯处理缺陷和进行电气绝缘试验,合格后,重新注入经真空脱气处理后的原变压器油,其气相色谱分析数据,∑CH仅14μL/L,C2H2为0,但变压器投运初期取油样作色谱追踪分析,∑CH却增至84μL/L,还出现少量C2H2对主变可否继续运行产生分歧,延误了供电时间。
(2)分析处理。变压器经检修、试验合格,投运正常,不过载,短时间又发生故障的可能性不大。产生这种现象的原因是,停电后器身吸收的气体尚未排除,注入新油受电后,油纸绝缘之间建立新的动态平衡关系,绕组中存留的气体组分回溶到油中,使∑CH增加,C2H2重现。据试验资料和现场统计,气体组分的回溶系数视绕组绝缘结构及运行方式等因素不同,约在5%~15%之间变化。对少量回溶气体,一般经真空滤油、脱气处理即可解决,若含量较多,宜更换新油,换油后视情况再进行现场真空过滤,以彻底除去回溶气体。