变压器油化验在数据分析与诊断中的应用沈小强

发表时间:2020/6/16   来源:《当代电力文化》2019年第22期   作者:沈小强
[导读] 随着生活用电和工业用电的大幅增加,供电变压器的应用在不断扩展。供电变压器的单台承受容量在不断增大,导致变压器受损的情况越来越多。
        摘要:随着生活用电和工业用电的大幅增加,供电变压器的应用在不断扩展。供电变压器的单台承受容量在不断增大,导致变压器受损的情况越来越多。变压器油化验结果直接关系到变压器的工作情况,对变压器油进行化验,可以判断出变压器的工作状态及变压器故障部位。文章对数据分析与诊断中变压器油化验的应用进行了分析。
        关键词:数据分析;数据诊断;变压器油化验;供电变压器;变压器受损
        引言
        在现代的数据检修分析中,油化验的工作内容主要是鉴定变压器绝缘油的劣优。变压器油质量的优劣直接影响到变压器的安全运行。为了确保变压器稳定运行,变压器绝缘油试验是非常重要的工作任务。因此如何应用变压器油化验完成对变压器内部故障的检修分析,也就显得格外重要。本文从变压器油化验的检验方法进行简要分析。
        1概述
        变压器油犹如人体血液一般,在医院一检查血液就可以发现人身体的潜在疾病和危险。化验变压器油来判定变压器本身的“身体”状况。为了保证变压器的正常运行,必须定期对变压器进行检测,通过变压器油可以检测到变压器的整体运行情况,对变压器故障可以做出准确的判断。同时也可以确定故障的具体零件位置,对部分重大不利事故有预防警示作用。变压器油化验在变压器数据分析和诊断中有重要预警效果。本文将简单分析变压器油化验技术和变压器油在数据分析中的应用。
        2简单分析变压器油及其性能
        2.1变压器油及其作用
        变压器油是石油的一种分馏产物,由烷烃、环烷族饱和烃、芳香族不饱和烃等化合物组成。是一种透明浅黄色液体,相对密度为0.895,凝固点小于-45℃。我国标准的变压器油牌就是按照凝固点来划分的,总共分为3类,10#、25#和45#。以石蜡基油为原料的是10#变压器油;25#变压器油是环烷基油和中间基油生产的;以环烷基油生产的成品是45#变压器油。变压器油具有重要作用。其本身绝缘强度较高,经过变压器油浸的材料,能够强化材料的绝缘效果。同时它具有良好的散热作用。变压器正常工作时,会产生较大的热量,如果不及时冷却,很可能造成铁芯和绕组油升温。变压器油可以将热量充分散发出来,保证变压器零部件温度正常。变压器油有导热性能,触头切换要产生电弧,通过变压器油对气体的分化作用,迅速促进电弧的熄灭。
        2.2变压器油性能对变压器的影响
        对变压器油的性能有一个充分的了解,有助于分析变压器性能。同时变压器油的质量优劣的变化,会直接影响到变压器的运行,可以更好地了解变压器油化验的重要性。接下来简单分析变压器油的物理、化学和电气性能。物理性能主要通过变压器油以下方面表现出来,如颜色、粘度、张力的变化。新变压器油颜色呈现出的是淡黄色,但它会根据使用时间的推移颜色逐渐变浓。颜色变浓表明油中的氧化物质大大增加,变压器油已经成为劣质油。粘度上的变化,一般情况下,优质油的粘度是在1.8恩氏内。随着时间的增加,油会变得劣质,其粘度会加大。变压器油粘度大于1.8恩氏,会影响到变压器本身的散热,缩短变压器的使用时间。张力的不断变化,一般通常情况下,优质油的表面张力可以达到35mN/m。随着运行时间的延长,油的张力就逐渐减小。这时候油的张力会降低到20以下,因为其中含有太多氧化物和醛等杂质。化学性能是从油的化学性质方面进行分析,如酸价和pH值等。pH值是随着时间的延长而缩小的。纯净的优质油pH值大于5.6。当使用到一定时间,变压器油的值小于4的时候,变压器已经不能继续运行了。此外,酸价的变化也会影响变压器的运行。总的来说,有机酸和无机酸合称为酸价。酸价的变化方式与pH值不同。酸价增加,变压器危险性增加。

变压器在多数情况下都是超负荷运行,酸价就会明显提高。但当酸价高于0.1的时候,变压器必须退出运行。电气性能的变化主要包括介质的损失和击穿电压两种情况。介质损失在新变压器油中,其损失度低于0.01,但随着运行时间的延长,各种杂质化合物的增加,介质损失会越来越大。经常出现的情况是,变压器油中的水分含量超过万分之二的时候,变压器油的介质损失急剧上升。当介质损失达到0.3的时候,必须采取措施来处理这样的情况,否则容易出现重大事故。击穿电压是指在根据变压器油中含水量的变化而变化。击穿电压的值降低的情况下,说明变压器油的含水量在增加。当变压器油击穿电压的变化到一定值时候,必须对油进行处理,否则会增加设备运行的危险系数。
        3压器油色谱化验方法
        3.1三比值法
        三比值法是基于罗杰斯比值法上发展而来。通过检测变压器油中的三对气体的比值,这三对气体分别是C2H2/C2H4、CH4/H2、C2H4/C2H6。因为有自身的编码系统,比值不同代表的编码也不同,但利用比值可以通过编码系统查到变压器的故障,方便采取相应的措施。变压器油中的主要气体是来自空气中的氧气和氮气。由于在炼制和储藏过程中,变压器油会与气体接触,部分空气就溶解到油里。变压器油化验中需要特别注意两个方面的内容:一是检测到气体的含量是处于正常值域就可以不使用三比值法分析;二是在变压器油中检测到了所含气体量超标,同时气体含量在灵敏度极限值的10倍以上,简单分析变压器可能出现的症状情况,运用三比值法分析变压器内部存在的大问题。
        3.2故障点部位判断
        可燃气体溶解在变压器油中,当气体含量较大,产生气体的速度快,一般都是设备存在问题造成绝缘材料裂解。同时变压器油中存在着不同量的碳氢化合物,可能会因为电或者热的缘由造成C-H键和C-C键断裂,就会生成少量的氢原子和碳氢化合物自由基。通过化学反应后这些生成物可以重新组合,就形成了氢气和烃类气体,甲烷、乙烯等都属于这类气体。当发生较大故障时,其中的故障能量较大,可能形成游离气体,一些碳的固体物和聚合物将会沉积在设备的内部。不同比值对应的是不同类型的故障。三比值法数据为1、0、2。编码组合中,当C2H2/C2H4为0时,而CH4/H2为0和C2H4/C2H6为1时,判断的故障是低于150℃的低温过热,在变压器中表现为绝缘导线过热;而CH4/H2为2和C2H4/C2H6为0时,出现的是150℃~300℃的低温过热;而CH4/H2为2和C2H4/C2H6为1时,出现的是300℃~700℃的中温过热;而CH4/H2为0或1或2和C2H4/C2H6为2时,出现的是大于700℃的高温过热,在变压器中表现为其开关、接头、螺丝的接触不良。铁芯漏磁、局部短路和层间绝缘不良等情况;而CH4/H2为1和C2H4/C2H6为0的时候,判定为局部放电,由于湿度和含气量高引起变压器油中低能量密度的局部放电。
        结语
        在进行现有的油化验过程中,主要针对于不同的检测技术进行综合分析,并保持对不同诊断基础,在进行诊断变化的调整分析上,可通过变压侦查分析,从而确定对故障类型,以及运行基础上的表达控制,完成在电力执行故障中的安全检测。而应用比值信息分析,我们从基本的结构认证分析上,通过验证分析,对于基本的认证变化分析,即可实现对故障上的检验。
        参考文献
        [1]杨景艳,吴娟,何宏群,等.SS3型电力机车牵引变压器油中溶解气体分析及故障诊断[J].机车电传动,2008(1):77-78.
        [2]孙剑,朱江文,耿新燕,等.变压器绕组连同有载分接开关测量直流电阻不稳定的原因分析[C]//2011电力行业电力用油、气应用技术研讨会论文集,2011:358-359.
       
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