引言
变压器是电力系统的重要设备之一,负责电压变换、电流分配和传输任务,一旦发生故障,将会给 电网系统带来极大的危害,造成巨大的经济损失1L采用气相色谱分析方法可以实现在不停电情况下,通过对变压器油中溶解的气体做分离分析,确定气体组分和含量变化,可以尽早地发现变压器设备中存在的潜在故障,及时消除重大设备隐患,从而确保变压器设备和电网的安全、可靠运行。
1、变压器油色谱分析原理
正常运行的变压器油和固体绝缘材料由于受到电场、热、氧和湿度的影响,随运行时间而发生速度较缓慢的老化现象,除产生一些非气态的劣化产 物外,还会有少量的氢、低分子烃类气体和碳氧化物等产生,其中碳的氧化产物(CO、CO2)成分最多,其次是H2和低分子烃类。当运行中的变压器内部出现故障时,其故障特征组分的含量增长较快,不同的故障有着不同的产气特征,根据特征组分的不同及其增量的变化可以诊断变压器的内部故障及其故障类型、严重程度、发展趋势。
2、故障现象
能源管控中心66kV27#变电站2 #变压器(SFS8-20000/63)于2008年投运,在2017年6月例行油样化验时,发现变压器油色谱数据出现异常,其总烃、H2、C2H2三项指标数据增加明显,C2H2、H2含 量分别达到42.8 ^L/L.429.4 ^L/L。次日持续跟踪 监测,乙炔、氢气含量有持续增长趋势,分别增长到44.2 ^L/L.450.8 ^L/L。随后进行一段时间色谱跟踪监督,总烃、H2、C2H2含量基本稳定,变化不大。2021年11月进行变压器油色谱试验时发现凡、C2H2、总烃含量很高且增长迅速,该主变压器历次色谱分析数据见表1。
3、故障分析
根据变压器油色谱试验数据结果,按照《变压器油中溶解气体分析和判断导则》,总烃、乙烘、氢 含量均超过注意值。
结合热轧带钢厂1780机组年修,对该主变停电 进行高压绝缘试验。变压器的油温40 ℃时,一次线圈相直流电阻不平衡率为9.03%。变压器高压侧三 相直流电阻测试数据见表3。
调整变压器分接开关后,再次测试结果没有变化,说明故障点不在分接开关处。后由检修人员处理了一次引线接头,再次测量不平衡率为0.76%,这时直流电阻不平衡率合格了,此时的油温已降至30 ℃,按规程规定的1600kVA以上变压器的直流 电阻不平衡率应不大于2%可以断定此变压器为合格。但是却有疑问,温度降下来后的电阻不平衡率跟同类变压器相比较还是有点高,而且始终是A相 高,再结合变压器油色谱的分析报告,总烃、乙烘、氢含量均超过注意值,依据表4三比值法的编码规则,可得:
C2H2/C2H4= 0.098 比值编码是0;CH4/H2=0.34 比值编码是0。
C2H4/C2H6=4.8比值编码是2。
三比值编码为002,根据表5判断,变压器故障类型为高温过热(高于700 ℃)。
4、故障诊断
根据变压器油色谱分析,结合变压器一次线圈三相直流电阻测试数据,判断变压器电路存在高温过热故障。及时对此变压器进行吊套管检修,发现 变压器A相高压套管内的引线有断股和熏黑的现象,熏黑痕迹是引线断股后与内壁发生打火放电所致(见图1)。
3、结论
从理论分析、试验研究两方面对工业烟气脱硫 除尘预处理装置进行了研究,为今后的工程设计改进与实际应用积累了宝贵经验,也为预处理装置的推广应用打下了良好基础。研究得出以下结论:
(1)预处理装置采用喷雾降尘、旋流除尘相结 合的除尘方式,实现了水雾、旋流2级除尘技术,雾滴与含尘气流接触面积大、接触时间长、捕尘效率高。
(2)在预处理装置入口处由于气流与旋流叶片撞击发生了旋流,延长了气体的停留时间,增加了气、液、固的接触时间,有利于各相间的凝聚增加,从而可以提高除尘效率。
(3)在试验研究中,由控制系统变频器调节风 机电机转速来改变风速。过滤风速分别选为10、12、14、16、18m/s,在供水量不变的情况下,测定预 处理装置的除尘效率和阻力,存在最佳风速范围为 12〜16m/s;粉尘浓度越大,除尘效率越高,但阻力变化不大,说明预处理装置除尘效果好且不易堵塞。