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变压器油中溶解气体在线监测方法的基本原理

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变压器油中溶解气体在线监测方法的基本原理

发布日期:2019-03-15 00:00 来源:http://novice7.com 点击:

1. 变压器常见故障类型

电力变压器故障类型划分的方式较多, 按变压器结构区分有以下几种较常见的故障类型。

 

1)出口短路故障

出口短路故障是指运行变压器由于受出口短路故障的影响而遭受到的破坏。变压器出口短路时,其高、低压绕组可能同时通过数十倍于额定值的短路电流,它将产生很大的热量,使变压器严重发热,损坏绝缘。

 

2)绕组故障

各类变压器的绕组均是由带绝缘层的绕组导线按一定排列规律和绕向, 经绕制、整形、浸烘、套装而成。由于绕组在生产时的不当、运输中受伤、运行中受潮、受各类过电压及过电流冲击等,致使绕组绝缘受到损伤、老化、劣化,造成绕组的短路、断路、变形等故障,由此可能造成变压器内部出现局部过热、局部放电、火花放电、电弧放电等故障。

 

a、局部放电

当电场强度超过某一极限值 (耐压值)时,绝缘油等电介质将失去绝缘作用,在此过程中,若强电场区只局限于电极附近很小的区域内,则电介质只遭受局部损坏,产生放电脉冲电流,此现象即为电介质的局部放电。 若强电场的区域很大,形成贯穿性的通道, 造成极间短路, 则为电介质的击穿。 局部放电往往是液体或固体电介质击穿的前奏,若不及时消除,有可能发展为击穿故障。

b、火花放电

在通常大气压下,当电压增高一定值后, 气隙中突然发生断续而明亮的火花,在电极间伸展出细光束, 此种放电称为火花放电。 其特点是放电过程不稳定, 击穿后形成收细的发光放电通道,而不再扩散于整个间隙的空间。

c、电弧放电

当电源功率足够大!外电路电阻较小时,气隙火花放电之后,可形成非常明亮的连续弧光 ,此种放电称为电弧放电。其特点是弧温较高,电弧不易熄灭,电路具有短路的特征。火花放电与电弧放电对于变压器的危害最大,因为此类放电的能量密度高,在电应力的作用下会产生高速电子流, 固体绝缘材料、 金属材料等遭受这些电子轰击后将受到严重破坏,与此同时产生的大量气体一方面会进一步降低绝缘强度,另一方面还含有较多的可燃气体。 若不及时处理, 严重时有可能造成设备的重大损坏或爆炸事故。

 

3)铁芯故障

变压器的器身主要是由绕组和铁芯构成,它们是变压器传递、交换电磁能量的主要部件。铁芯不仅要求质量好, 还必须有可靠的一点接地。铁芯只有一点接地时,变压器才能正常运行 当出现两点及以上的接地时将可能导致铁芯中产生涡流,铁耗增加,铁芯局部过热。严重的多点接地甚至会使接地线烧断,使变压器失去正常的一点接地,遭受严重损坏。


变压器的故障类型进行统计

 

2. 变压器内部故障类型与油中溶解特征气体含量的关系

在正常情况下,变压器油在热和电的作用下,逐渐老化和分解,会缓慢地产生少量的低分子烃类,在故障处有纤维材料时,还会产生CO CO 2气体。当变压器内部存在潜伏性的局部过热和局部放电故障时,就会加快产气的速度。 一般说来,对于不同性质的故障,绝缘物分解产生的气体不同而对于同一性质的故障,由于程度不同,所产生的气体数量也不同。所以,根据油中气体的组分和含量,可以判断故障的性质及严重程度。变压器内部故障方式主要有机械的、热的和电的三种类型,而又以后两种为主,且机械性故障常以热的或电的故障形式表现出来。表1 359 台故障变压器的故障类型进行统计的结果可以看出,运行中变压器的故障主要有过热性故障和高能放电性故障。根据模拟试验和大量的现场试验,电弧放电的电流大,变压器油主要分解出C 2 H 2、H 2及较少的CH 4 ;局部放电的电流较小,变压器油主要分解出H2CH 4 ;变压器油过热时分解出H 2CH 4 、C 2 H 4 等,而纸和某些绝缘材料过热时还分解出COCO 2等气体。我国现行的《变压器油中溶解气体分析和判断导则》 (GB/T7252-2001),将不同故障类型产生的主要特征气体和次要特征气体归纳为表2。


变压器油中溶解气体分析和判断导则


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