充油设备的DGA分析和诊断.pptx

介绍内容lDGADGA的基础知识的基础知识l充油电气设备的故障诊断充油电气设备的故障诊断lDGADGA在线监测的技术动态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、分类和特点l名称由来名称由来19061906年俄国植物学家茨维持年俄国植物学家茨维持借两相分配原理而使混合物借两相分配原理而使混合物 中各组份获得分离的技术，中各组份获得分离的技术，称为色谱技术或色谱法。称为色谱技术或色谱法。l分类分类色谱法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、分类和特点名称由来、分类和特点l特点特点分离效能高分离效能高分离速度快分离速度快样品用量少样品用量少使用范围广使用范围广.色谱的流程和分离原理色谱的流程和分离原理l气相色谱流程方框图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色谱的流程和分离原理l混合物样品在色谱柱中的分离原理图混合物样品在色谱柱中的分离原理图色谱仪的主要部件色谱仪的主要部件-检测器检测器l用于测量色谱流程中柱后流出物组成变用于测量色谱流程中柱后流出物组成变化和浓度的装置。化和浓度的装置。l电力系统用色谱仪的检测器有两种电力系统用色谱仪的检测器有两种:热导热导检测器检测器(TCD)(TCD)和氢焰检测器和氢焰检测器(FID)(FID)。热导检测器(TCD)l根据载气中混入其他气态物质时热导率发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生变化的原理制成.氢焰检测器(FID)l原理原理:可燃性可燃性有机物在氢有机物在氢-氧火焰中发生氧火焰中发生电离电离,在静电在静电场的作用下形场的作用下形成离子流成离子流.DGA试验的全过程试验的全过程l取样取样取样部位取样部位取样容器取样容器取样方法取样方法l保存和运输保存和运输l从油样中脱出溶解气体从油样中脱出溶解气体l样品分析样品分析仪器标定仪器标定试样分析试样分析取样部位l一般在下部取样阀一般在下部取样阀如遇突发故障时，产气量较大，可在不同部如遇突发故障时，产气量较大，可在不同部位同时取样；位同时取样；考察辅助设备时，可就近取样；考察辅助设备时，可就近取样；避免取循环不畅的死油；避免取循环不畅的死油；应在设备运行中取样。应在设备运行中取样。取样容器-玻璃注射器l特点特点:容器壁不透气或吸附气体容器壁不透气或吸附气体,透明透明,便于观察样品状况便于观察样品状况;器内无死角器内无死角,不残存气泡不残存气泡;严密性好严密性好,取样时能完全隔绝空气取样时能完全隔绝空气,取样后不向外跑取样后不向外跑气或吸入空气气或吸入空气;能自由补偿由于油样随温度热胀冷缩造成的体积变能自由补偿由于油样随温度热胀冷缩造成的体积变化化,容器内不产生负压空腔而析出气泡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材质化学性质稳定且不宜破损,便于保存和运输便于保存和运输.取样方法l注意事项注意事项:取样阀中的残存油应尽量排除取样阀中的残存油应尽量排除,阀体周围污物擦拭干阀体周围污物擦拭干净净;取样连接方式可靠取样连接方式可靠,连接系统无漏油或漏气缺陷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;取样过程中取样过程中,油样应平缓流入容器油样应平缓流入容器,不产生冲击不产生冲击飞溅飞溅或起泡沫或起泡沫;对密封设备在负压状态下取油样时对密封设备在负压状态下取油样时,应防止负压进气应防止负压进气;注射器取油样时注射器取油样时,特别注意保持注射器芯干净特别注意保持注射器芯干净,防止防止卡涩卡涩.取样方法-全密封取样样品的保存和运输l样品应尽快分析。油样保存期不得超过样品应尽快分析。油样保存期不得超过4天；天；l样品的保存必须避光、防尘，确保注射样品的保存必须避光、防尘，确保注射器芯干净、不卡涩；器芯干净、不卡涩；l运输过程中应尽量避免剧烈振动。空运运输过程中应尽量避免剧烈振动。空运时避免气压变化。时避免气压变化。从油样中脱出溶解气体l调节油样体积调节油样体积。将。将100ml油样推出部分，准确油样推出部分，准确调整为调整为40ml油样；油样；l加平衡载气加平衡载气，注入，注入5ml的的N2气；气；l振荡脱气振荡脱气。油样放入恒温定时振荡器内，恒温。油样放入恒温定时振荡器内，恒温50C，连续振荡，连续振荡20min,静止静止10min；l转移平衡气转移平衡气。将油样取出，立即用双头针头将。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平衡气体转移的另一注射器A中，室温下放置中，室温下放置2min，准确读取其体积。，准确读取其体积。样品分析l仪器标定仪器标定外标法，准确抽取外标法，准确抽取1ml标气，注入色谱仪，标气，注入色谱仪，测取峰面积，并取两次平均值。测取峰面积，并取两次平均值。l试样分析试样分析从注射器从注射器A中准确抽取中准确抽取1ml试样，注入色谱试样，注入色谱仪，测取峰面积。仪，测取峰面积。将试样的峰面积与标气的峰面积进行比较，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。得到试样的浓度。充油电气设备的故障诊断l充油设备油中溶解气体的来源充油设备油中溶解气体的来源l油纸绝缘材料热分解产气的机理油纸绝缘材料热分解产气的机理l变压器等设备内部故障类型及其油中气变压器等设备内部故障类型及其油中气体的特征体的特征l变压器等设备内部故障判断的步骤变压器等设备内部故障判断的步骤l故障实例说明故障实例说明充油设备油中溶解气体的来源l空气的溶解空气的溶解l正常运行下产生的气体正常运行下产生的气体l故障运行下产生的气体故障运行下产生的气体l其他原因引入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l有关键能有关键能IEC三比值法l编码规则编码规则气体比值范气体比值范围围比值范围的编码比值范围的编码C2H2/C2H4CH4/H2C2H4/C2H60.10100.111001 31213222编码组合编码组合故障类型故障类型C2H2/C2H4CH4/H2C2H4/C2H6001低温过热（低于低温过热（低于150）20低温过热（低温过热（150 300）21中温过热（中温过热（300 700）0，1，22高温过热高温过热（高于（高于700）10局部放电局部放电10，10，1，2低能放电低能放电20，1，2低能放电兼过热低能放电兼过热20.10，1，2电弧放电电弧放电20，1，2电弧放电兼过热电弧放电兼过热故障类型判断方法过热性缺陷-产气特征l热点不涉及固体绝缘时，产生的气体主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，其中甲烷乙烯是要是低分子烃类气体，其中甲烷乙烯是特征气体。特征气体。l当故障点温度较低时，甲烷占的比例大，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，会剧增加，比例增大。当严重过热时，会产生少量乙炔。产生少量乙炔。l较高温度过热涉及固体绝缘材料时较高温度过热涉及固体绝缘材料时,另外另外还产生还产生CO和和CO2。过热性缺陷分类l导电回路导电回路载流导线和接头不良引起载流导线和接头不良引起分接开关动静触头接触不良；分接开关动静触头接触不良；引线接头虚焊；引线接头虚焊；股间短路；股间短路；引线过长或包扎绝缘损伤引起导体间相接产引线过长或包扎绝缘损伤引起导体间相接产生环流发热；生环流发热；线圈绝缘膨胀油道堵塞引起散热不良。线圈绝缘膨胀油道堵塞引起散热不良。过热性缺陷分类l导磁回路导磁回路铁心多点接铁心多点接铁芯短路铁芯短路漏磁引起局部过热漏磁引起局部过热局部放电性缺陷l局部放电是指油和固体绝缘中的气泡和尖端，局部放电是指油和固体绝缘中的气泡和尖端，因耐压强度低，电场集中产生的。因耐压强度低，电场集中产生的。l互感器和电容套管的电容芯绕包工艺不良或真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。空干燥工艺不良等，都会造成局部放电。l气体特征为氢组份最多，其次是甲烷，当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。能量密度高时，会产生少量的乙炔。l绝缘纸层中间有明显可见的绝缘纸层中间有明显可见的X-蜡或放电痕迹。蜡或放电痕迹。低能放电（又称火花放电）l不同电位的导体与导体、绝缘体与绝缘体以及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。以及感应电位下造成。l如铁芯片间、铁芯接地片接触不良造成的悬浮如铁芯片间、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，电流互感器接触不良放电，电流互感器L1端子放电、磁屏端子放电、磁屏蔽悬浮放电等。蔽悬浮放电等。l特征气体：主要是乙炔和氢，其次是甲烷和乙特征气体：主要是乙炔和氢，其次是甲烷和乙烯。烯。电弧放电l原因：匝层间绝缘击穿，过电压引起内部闪络，原因：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引线断裂引起的闪弧，分接开关飞弧和电容屏击穿等。击穿等。l特点：多是突发性的，故障气体产生剧烈，产特点：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。到气体继电器引起瓦斯动作。l气体特征：总烃很高，乙炔和氢占主要部分，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，瓦斯其次是乙烯和甲烷，如果涉及固体绝缘，瓦斯气和油中气的气和油中气的CO含量都比较高。含量都比较高。辽阳供电公司首山变电所辽阳供电公司首山变电所2#2#主变主变（SFP3-120000/220SFP3-120000/220）高温过热高温过热高温过热高温过热l朝阳电力修造厂朝阳电力修造厂8080年年3 3月产品月产品 ，8181年年2 2月投入运行；月投入运行；l验收试验中验收试验中空载损耗和空载电流空载损耗和空载电流与与设计值和出厂值设计值和出厂值相相差很大差很大；l8585年年1 1月月7 7日在系统无任何异常情况下，突发匝间短路日在系统无任何异常情况下，突发匝间短路 ；l9595年年5 5月发现了铁芯多点接地，采取串联电阻的方法限月发现了铁芯多点接地，采取串联电阻的方法限制其铁芯电流，总烃维持在制其铁芯电流，总烃维持在500L/L 500L/L；l19991999年年5 5月采用电容充电法打开铁芯悬浮接地点，总烃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，乙炔为呈逐年下降趋势，乙炔为0L/L 0L/L；l20022002年年7 7月月1 1日日2121时时3030分，早期变压器故障监测装置显分，早期变压器故障监测装置显示值突变，总烃由前一天的示值突变，总烃由前一天的100L/L100L/L增长为增长为300L/L300L/L辽阳供电公司首山变电所辽阳供电公司首山变电所2#2#主变主变（SFP3-120000/220SFP3-120000/220）高温过热高温过热高温过热高温过热l首山变电所首山变电所2#2#主变色谱跟踪试验数据主变色谱跟踪试验数据 时间时间CH4C2H6C2H4C2H2CHH2COCO2备注备注6.176.1744.144.134.434.495.695.6-174.2174.20 090490474167416月检月检7.017.01188.9188.9105.8105.8445.8445.82.42.4743.0743.0575712481248228697228697在线报在线报警后色警后色谱跟踪谱跟踪7.037.03198.8198.898.198.1456.1456.12.02.0755.0755.0757513431343899789977.057.05249.1249.1112.9112.9503.3503.32.42.4867.8867.89191181618161051310513铁芯过铁芯过热退出热退出运行运行辽阳供电公司首山变电所辽阳供电公司首山变电所2#2#主变主变（SFP3-120000/220SFP3-120000/220）高温过热高温过热高温过热高温过热l现场排油检查发现：现场排油检查发现：高高低低压压线线圈圈所所有有压压钉钉全全部部松松动动；高高压压侧侧C C相相有有一一个个反反压压钉钉上上部部螺螺帽帽有有放放电电痕痕迹迹，高高压压侧侧A A相相取取下下一一个个压压钉钉帽帽，没有垫片，帽内有碳泥；没有垫片，帽内有碳泥；从从高高压压侧侧看看到到A A、B B、C C相相间间下下铁铁轭轭隔隔板板上上均均有有金金属属粉粉末末、电镀螺丝皮、硅胶、焊接残余物等；电镀螺丝皮、硅胶、焊接残余物等；铁铁芯芯上上部部拉拉杆杆较较紧紧，铁铁芯芯中中部部膨膨胀胀，高高压压包包隔隔板板内内有有金属屑；金属屑；B B相相分分接接开开关关触触指指（共共5 5个个）上上数数第第三三个个有有一一个个轻轻微微烧烧灼麻点灼麻点。辽阳供电公司首山变电所辽阳供电公司首山变电所2#2#主变主变（SFP3-120000/220SFP3-120000/220）高温过热高温过热高温过热高温过热8 8月月中中旬旬返返厂厂解解体体，发发现现铁铁芯芯多多处处严严重重过过热热并并伴伴有有烧烧伤伤痕痕迹。迹。矽钢片接缝处烧损图片矽钢片接缝处烧损图片 矽钢片绝缘烧损图片矽钢片绝缘烧损图片l沈变沈变1999年年12月产品，型号为月产品，型号为LB3-500（W）l2001年春检时发现氢气含量接近注意值，为年春检时发现氢气含量接近注意值，为134 L/LL/L，2002年春检氢气含量基本无变化，年春检氢气含量基本无变化，但但02年年9月秋检复试发现氢气含量大幅度增加，月秋检复试发现氢气含量大幅度增加，达到达到9467 L/LL/L，甲烷达到，甲烷达到300.6 L/LL/L，局部，局部放电型缺陷；放电型缺陷；l返厂解体检查发现互感器存在包扎性缺陷，使返厂解体检查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。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哈尔滨超高压局永源站方永甲线B相相CT永源站方永甲线永源站方永甲线B相相CT试验日期试验日期出厂出厂01/11/3002/04/1502/04/3002/09/10组组分分含含量量H21.465.27133.9122.449644.5CH40.2903.77.78300.6C2H400.210.30.560.75C2H60.290.370.25.2317.98C2H200.1500.100.14CO010.6323.332.5353.74CO2144205.23225.8163.5182.1总烃总烃0.290.734.213.67319.47l解体检查：解体检查：l在一次线圈在一次线圈L2端内测的第三端内测的第三主屏第一端屏绝缘层表面上，主屏第一端屏绝缘层表面上，有一处直径约有一处直径约 75mm的糊痕的糊痕区域，且此处糊痕区域向内部区域，且此处糊痕区域向内部逐渐深入，随着线圈绝缘直径逐渐深入，随着线圈绝缘直径缩小，其糊痕区域逐渐缩小并缩小，其糊痕区域逐渐缩小并消失，最后在第二主屏第二端消失，最后在第二主屏第二端屏绝缘层处糊痕彻底消失，其屏绝缘层处糊痕彻底消失，其绝缘包轧表面恢复正常状态。绝缘包轧表面恢复正常状态。l经过现场实测糊痕区域周边经过现场实测糊痕区域周边包扎纸与设计图纸要求相差包扎纸与设计图纸要求相差3 4mm，其他绝缘包扎状况，其他绝缘包扎状况未见异常。未见异常。沈阳电业局虎石台沈阳电业局虎石台2#2#变压器变压器 (SFPS3-(SFPS3-120000/220)120000/220)l该变压器为沈阳变压器厂该变压器为沈阳变压器厂1983年年5月产品，有月产品，有高压、中压和低压三个绕组，为三芯三柱式结高压、中压和低压三个绕组，为三芯三柱式结构，构，1998年年7月因受短路电流冲击绝缘损伤后，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，更换由沈阳电业局修造厂大修，更换C相中、低压相中、低压绕组，绕组，1998年年8月重新投入运行。月重新投入运行。2000年年5月月色谱成绩出现异常，乙烯、乙炔出现明显增长色谱成绩出现异常，乙烯、乙炔出现明显增长（色谱成绩详见表（色谱成绩详见表2），初步分析诊断为高温），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，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，色谱成绩较为稳对其进行了将近一年的监视，色谱成绩较为稳定，定，2001年年4月月5日，虎新东西线发生三相短路，日，虎新东西线发生三相短路，沈阳电业局虎石台沈阳电业局虎石台2#2#变压器变压器 (SFPS3-(SFPS3-120000/220)120000/220)l虎石台2#主变色谱分析数据主变色谱分析数据时间时间CH4C2H4C2H6C2H2CHH2COCO200.04.16292140.053.45500336900.05.1687174157.0282.051887583300.11.0273135121.7241.751887583301.03.20107161152.2285.2581317670401.04.1293159122.1266.154789421801.05.134709989414.01576.02611114621701.05.13483110310015.51702.530512166743沈阳电业局虎石台沈阳电业局虎石台2#2#变压器变压器 (SFPS3-(SFPS3-120000/220)120000/220)l2001年年5月月13日主变月检中发现特征气体含量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缺陷，建议急剧增加，分析判断为电弧放电性缺陷，建议变压器退出运行。变压器退出运行。5月月14日变压器停运，高压日变压器停运，高压试验（包括绝缘电阻、直阻、泄漏和单相空载试验（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。返沈变厂吊芯断变压器中低压绕组发生形变。返沈变厂吊芯检查，发现检查，发现C相中、低压绕组从顶端向下数相中、低压绕组从顶端向下数52段起发生向内的段起发生向内的 形变，中压引出线右数形变，中压引出线右数1、2、5、6条发生凹陷，最深为条发生凹陷，最深为6 7cm,3、4、7、8条发生凸起，最高处为条发生凸起，最高处为7cm。该变压器改。该变压器改造后于造后于11月投入于洪一次变电所挂网运行。月投入于洪一次变电所挂网运行。鞍山电业局红一变鞍山电业局红一变2#变压器变压器(SFDS-7500/220)l2001年年3月月19日红一变日红一变2#主变压器在油色谱月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检分析中发现乙炔、氢气和总烃含量急剧增加（详见表（详见表3），根据三比值法，诊断设备内部），根据三比值法，诊断设备内部存在放电性缺陷。存在放电性缺陷。3月月21日停运，变压器进行日停运，变压器进行绝缘试验，无异常；绝缘试验，无异常；3月月24日投入运行，日投入运行，5月月17日主变轻瓦斯动作，取气样分析，乙炔含量为日主变轻瓦斯动作，取气样分析，乙炔含量为19280 L/L，氢气含量为，氢气含量为92120 L/L；鞍山电业局红一变鞍山电业局红一变2#变压器变压器(SFDS-7500/220)l5月月17日日9时取变压器油样分析乙炔含量为时取变压器油样分析乙炔含量为390 L/L，氢气含量为，氢气含量为537 L/L，11时乙炔含量时乙炔含量则上升到则上升到410 L/L，氢气含量上升到，氢气含量上升到711 L/L，乙炔绝对产气速率高达，乙炔绝对产气速率高达284mL/h。当即变压。当即变压器退出运行，进行绝缘电阻、介损、直流电阻、器退出运行，进行绝缘电阻、介损、直流电阻、空载试验无异常；空载试验无异常；5月月19日进行局部放电测量，日进行局部放电测量，高压高压B、C绕组放电量达绕组放电量达10000pC,其他各绕组其他各绕组放电量皆为数百放电量皆为数百pC。鞍山电业局红一变鞍山电业局红一变2#变压器变压器(SFDS-7500/220)l5月月22日变压器进行吊芯检查，发现日变压器进行吊芯检查，发现B、C相第相第一层围屏在一层围屏在B、C相间的支撑长垫块处有放电相间的支撑长垫块处有放电痕迹，严重者烧成孔洞（多达痕迹，严重者烧成孔洞（多达10余个），最大余个），最大直径达到直径达到50mm,第二层围屏有明显的树枝状第二层围屏有明显的树枝状爬电现象，第三层围屏内侧也有痕迹；更换围爬电现象，第三层围屏内侧也有痕迹；更换围屏和长垫块后，变压器重新投入运行。色谱跟屏和长垫块后，变压器重新投入运行。色谱跟踪试验结果见表。踪试验结果见表。鞍山新开一次变鞍山新开一次变2 2号主变（号主变（SFPSFP3 3-63000/22063000/220）-鼓型（鼓型（鼓型（鼓型（DWDWDWDW型）分接开关接触不良型）分接开关接触不良型）分接开关接触不良型）分接开关接触不良l故障过程：2003年4月14日，鞍山新开一次变2号主变正常春检停电预试后，14时53分先后合上变压器主一、二次开关，变压器空载运行。14时57分拉开66kV母联开关，变压器带负荷，15时0分19秒，2号主变重瓦斯保护动作，一、二次开关跳闸。鞍山新开一次变鞍山新开一次变2 2号主变（号主变（SFP3-SFP3-63000/22063000/220）l试验情况：该变压器进行高压绕组直流电阻测试时，发现C相电阻大，三相互差为1.4%（2002年4月预试三相互差为0.23%），经过多次切换，三相电阻互差降为0.57%，变压器投入运行。事故后，进行C相直流电组测量时发现为开路状态。事故后油的色谱值：乙炔由事故前0L/L增长为196.1L/L，总烃由事故前33.2L/L增长为322.3L/L。判断为C相无励磁分接开关接触不良烧损。抚顺供电公司和平抚顺供电公司和平5 5号主变压器号主变压器（SFPS7SFPS7SFPS7SFPS7120000120000120000120000220220220220）-楔型分接开关接触不良楔型分接开关接触不良楔型分接开关接触不良楔型分接开关接触不良l朝阳电力设备制造厂1997年12月产品，1998年4月25日在抚顺河北变投入运行。l2002年4月移至和平变5号变压器位置。l经现场吊罩检查正常，绝缘、直流电阻及局放等试验均合格后，于2002年9月16日投入运行。l但运行一个月后色谱分析发现乙炔，连续跟踪，乙炔基本在1.61.8L/L范围内变化，总烃在245298L/L间变化，后对该变压器再次做了局放试验，未发现异常。经对变压器油进行脱气处理，于2002年12月13日再次投入运行，带负荷为70MVA左右，色谱跟踪监视，至2003年1月16日，色谱依然比较稳定，乙炔未超过2L/L。试验日期试验日期CH4C2H6C2H4C2H2C1+C2H2COCO2020619 1.592.970.805.34152460209171.270.621.503.397674610209236.018.6210.2024.9106168502102149.0827.9883.90160.9208383002102276.3724.63142.61.63245.2318975402102499.4929.71170.21.83301.3519887202111392.3727.01160.31.48281.243107694021209 7.8217.6377.30.48103.315265202121623.9222.631031.08156.6181373103010642.8625.67123.50.97193.11939165303010947.7529.7140.61.19219.3195271503011653.9533.39154.51.22243.13054719030119 179521685462151410936876630919305抚顺供电公司和平抚顺供电公司和平5 5号主变压器号主变压器（SFPS7SFPS7120000120000220220）l事故过程：2003年1月19日0时32分37秒，抚顺和平变5号主变轻、重瓦斯、两套微机差动保护动作，经68ms变压器一次开关跳闸，二次开关拒动，主变着火。经3分30秒，同站的2号主变复合过流保护动作，一、二次开关跳闸。0时36分21秒，运行人员手动拉开5号主变二次开关。事故前，5号主变带有功负荷70MW，一次电流为240A。抚顺供电公司和平抚顺供电公司和平5 5号主变压器号主变压器（SFPS7SFPS7120000120000220220l现场检查变压器及附件损坏情况：变压器外部及油箱内上部着火；一、二、三次套管外瓷套炸碎；压力释放伐动作喷油；B相一、二次引流线（钢芯铝绞线）烧断落下，其余相导线只剩钢芯；变压器门型构架横梁因高温变形；变压器至冷却器控制箱的控制电缆全部烧损。抚顺供电公司和平抚顺供电公司和平5 5号主变压器号主变压器（SFPS7SFPS7120000120000220220）l返厂解体检查发现：高压B相绕组发生大范围短路，导线大量烧断股。A相分接开关动触头没合到位。C相位置基本正常。B相分接开关操动杆插口已经烧毁，开关绝缘筒23以上已经完全烧成碳黑色，上部筒壁已经烧损出现孔洞。开关内部静触柱严重烧损，其中2个接触柱的截面已经烧成椭圆、4个未接触柱烧断并缺损，动触头（楔形）明显接触位置不正确并有一定程度的烧伤，开关上部分接引线已经与开关静触柱分离。抚顺供电公司和平抚顺供电公司和平5 5号主变压器号主变压器（SFPS7SFPS7120000120000220220）l箱壁检查发现与高压侧B相分接开关筒相应位置有大片的放电烧痕。l高压、中压套管上节瓷件全部破碎，电容屏已经露出或表面烧伤，中压b相烧损情况最为严重。中压b、c相套管下节瓷件已经破碎，其它套管下节瓷件仍然完整。抚顺供电公司和平抚顺供电公司和平5 5号主变压器号主变压器（SFPS7SFPS7120000120000220220）l原因分析：直接起因是B相分接开关调整不到位，接触不良产生过热，在一定负荷下，接触面产生放电灼伤，恶性循环，产生电弧，导致高压对地短路引起变压器事故；扩大原因是二次开关拒动，没有及时切除66kV电源，使得变压器严重烧损并发生着火；根本原因在于DWP楔型分接开关存在操作到位手感不明显、现场人员操作经验不足。DGA在线监测的技术动态l实验室实验室DGA的不足的不足l基本原理基本原理l关键技术关键技术实验室DGA的不足l运输过程中导致油样变化运输过程中导致油样变化l检测周期长检测周期长l无法响应突发事件无法响应突发事件l需要专业人员、工作量大需要专业人员、工作量大l重复性不高重复性不高DGA在线监测的基本原理变压器油油气分离混合气体分离和检测数据采集和处理软件分析判断油气混合物混合气体DGA在线监测的关键技术l油气分离技术油气分离技术l混合气体检测技术混合气体检测技术油气分离技术溶解平衡法溶解平衡法变径活塞泵脱气法变径活塞泵脱气法离线脱气高分子透气膜法高分子透气膜法真空脱气法真空脱气法顶空脱气法顶空脱气法在线脱气在线检测高分子透气膜的要求l能快速渗透油中溶解气体能快速渗透油中溶解气体l化学稳定性好，耐油、耐高温化学稳定性好，耐油、耐高温l有一定机械强度，运行中无蠕动形变和有一定机械强度，运行中无蠕动形变和破损，机械寿命长破损，机械寿命长真空脱气法l波纹管法波纹管法l真空泵法真空泵法混合气体检测技术l分类分类单氢气检测法单氢气检测法总可燃气体法总可燃气体法烃类气体检测法烃类气体检测法全组分气体检测法全组分气体检测法单氢气检测法l原理：原理：单氢气测量单氢气测量实际上只是氢气占实际上只是氢气占100%100%，其他气体占，其他气体占不同的比例。不同的比例。l特点：由于各种气特点：由于各种气体被赋予了不同的体被赋予了不同的加权值，因此单氢加权值，因此单氢气检测法并不能真气检测法并不能真实地反映变压器内实地反映变压器内部的实际状况。部的实际状况。总可燃气体检测法l原理：总可燃气体包括一氧化碳、氢气和烃类原理：总可燃气体包括一氧化碳、氢气和烃类气体。气体。l特点：由于总可燃气体中包括一氧化碳，而一特点：由于总可燃气体中包括一氧化碳，而一氧化碳含量往往高于其它烃类气体因此，烃类氧化碳含量往往高于其它烃类气体因此，烃类气体的变化根本反映不出来。气体的变化根本反映不出来。烃类气体检测法l原理：烃类气体在线监测可以将烃类气体的每原理：烃类气体在线监测可以将烃类气体的每一组份检测出来。一组份检测出来。l将单氢焰的气相色谱仪应用到在线监测中，由将单氢焰的气相色谱仪应用到在线监测中，由于需要很多的辅助设备，因此，可靠性差，维于需要很多的辅助设备，因此，可靠性差，维护量较大，很难推广开。护量较大，很难推广开。全组分气体检测技术分类l热导检测器热导检测器l半导体气敏传感器半导体气敏传感器l红外光谱技术红外光谱技术l光声光谱技术光声光谱技术热导检测器 TCD是一种结构简单、性能稳是一种结构简单、性能稳定、线性范围宽、对所有物定、线性范围宽、对所有物质均有响应的广谱型气体检质均有响应的广谱型气体检测器。测器。TCD原理是基于不同原理是基于不同物质具有不同的热导系数，物质具有不同的热导系数，通过发热电阻丝时热量损失通过发热电阻丝时热量损失的比率，即可用来量度气体的比率，即可用来量度气体的组分和质量。因此，利用的组分和质量。因此，利用热导检测器检测混和气体时，热导检测器检测混和气体时，需要先利用色谱柱将混和气需要先利用色谱柱将混和气体组分进行分离体组分进行分离.热导检测器油中溶解气体测量范围和测量精度特征气体特征气体 油中浓度油中浓度（PPMPPM）测量精度测量精度 氢气氢气(H2)10-2,000 10%乙炔乙炔(C2H2)1-500 1PPM 或或10%乙烯乙烯(C2H4)7-2,000 1PPMPPM 或或10%一氧化碳一氧化碳(CO)5-2,000 1PPMPPM 或或10%甲烷甲烷(CH4)70-2,000 10%乙烷乙烷(C2H6)10-2,000 10%氧气氧气(O2)10-1,400 10%二氧化碳二氧化碳(C02)5-7,000 1PPMPPM 或或 10%半导体气敏传感器半导体气敏传感器 l半导体气敏传感器是利用待测气体与半半导体气敏传感器是利用待测气体与半导体（主要是金属氧化物）表面接触时，导体（主要是金属氧化物）表面接触时，产生的电导率等物性变化来检测气体。产生的电导率等物性变化来检测气体。半导体气敏传感器半导体气敏传感器l半导体气敏传感器的共同缺点是气体选择性差，半导体气敏传感器的共同缺点是气体选择性差，存在交叉敏感问题，这种非单一选择性是由其存在交叉敏感问题，这种非单一选择性是由其敏感机理所决定的，特别是有些性质相近的气敏感机理所决定的，特别是有些性质相近的气体，如体，如H2和和C2H4，CH4和和C2H6，交叉敏感，交叉敏感程度较深，表现在传感器的输出值不只决定于程度较深，表现在传感器的输出值不只决定于一个参量，当其他参量变化时输出值也要发生一个参量，当其他参量变化时输出值也要发生变化。气敏传感器在气体含量高时，容易发生变化。气敏传感器在气体含量高时，容易发生中毒，其恢复程度有限，使得其稳定性很难保中毒，其恢复程度有限，使得其稳定性很难保证。证。半导体气敏传感器半导体气敏传感器l当气敏传感器用于检测混和型气体时，必须克服交叉当气敏传感器用于检测混和型气体时，必须克服交叉敏感问题，解决的办法是采用传感器阵列技术。阵列敏感问题，解决的办法是采用传感器阵列技术。阵列技术包括两个方面内容：其一是以微制造、微机械加技术包括两个方面内容：其一是以微制造、微机械加工技术为工具，研制集成型气体传感器阵列；其二是工技术为工具，研制集成型气体传感器阵列；其二是采用多传感器信息融合技术，就是通过对多个参数的采用多传感器信息融合技术，就是通过对多个参数的监测并采用一定的信息处理方法达到提高每一个参量监测并采用一定的信息处理方法达到提高每一个参量测量准确度的目的。模糊理论的应用和神经网络算法测量准确度的目的。模糊理论的应用和神经网络算法的采用，进一步增强了传感器的智能化程度，能较为的采用，进一步增强了传感器的智能化程度，能较为有效地克服自身交叉灵敏度、时漂老化等问题，但用有效地克服自身交叉灵敏度、时漂老化等问题，但用于气体含量的准确定量还没有达到实用化的水平。于气体含量的准确定量还没有达到实用化的水平。傅立叶红外光谱技术傅立叶红外光谱技术 定镜动镜光源分束器气体池探测器数据采集处理系统待测气体池置于迈克尔逊干涉光路中，动镜移动时探测器上将得到强度不断变化的干涉波。背景干涉图和样品干涉图经傅里叶变换以后，可以得到背景单光谱和样品单光谱，样品透射光谱即为上述两光谱的比值。根据朗伯 比尔定律，吸光度A与样品浓度c，吸收池光程长l，样品吸收率a成正比，即A=acl。利用纯样品在选定的波数处建立吸光度值A相对于浓度c的校正曲线，然后根据待测样品的吸光度可求解出未知组分的含量。为了准确复原光谱，FTIR光谱仪中都有一套激光干涉系统，采用激光干涉图过零点采样的办法准确地对复杂光谱进行采样。油中溶解气体测量范围和测量精度H2C2H2C2H4CH4C2H6COCO2H2O最小测量值最小测量值（ppm）10131205105%重复精度（重复精度（+/-ppm）50.30.60.25253%测量范围测量范围(ppm)10-20001-10003-15001-150020-15005-200010-80005-95%光声光谱法（光声光谱法（PAS）l该方法是基于光声效应的一种红外光谱检测技术。光该方法是基于光声效应的一种红外光谱检测技术。光声效应是由于气体分子吸收特定波长的电磁辐射（如声效应是由于气体分子吸收特定波长的电磁辐射（如红外辐射）所致。气体分子受辐射后导致气体温度上红外辐射）所致。气体分子受辐射后导致气体温度上升，而密闭容器内气体的温升则对应气体压力的变化；升，而密闭容器内气体的温升则对应气体压力的变化；如采用红外脉冲照射密闭气体，利用高灵敏度的微音如采用红外脉冲照射密闭气体，利用高灵敏度的微音器即可探测到与红外脉冲频率相同的压力波动。由于器即可探测到与红外脉冲频率相同的压力波动。由于每种化合物均有其特征红外光谱，若入射光波长可变，每种化合物均有其特征红外光谱，若入射光波长可变，则可检测到随波长变化的光声信号图谱从而实现对被则可检测到随波长变化的光声信号图谱从而实现对被测物的分子结构鉴定与定性定量分析。测物的分子结构鉴定与定性定量分析。光声光谱法（光声光谱法（PAS）l与其它光谱技术相比，该方法测量的是样品吸收光能与其它光谱技术相比，该方法测量的是样品吸收光能的大小，反射、散射光等对测量干扰较小，从而提高的大小，反射、散射光等对测量干扰较小，从而提高了对低浓度气体测量的准确度。了对低浓度气体测量的准确度。l光声室容积较小（光声室容积较小（23ml），利于油气分离效率的提），利于油气分离效率的提高。高。l无需耗材，真正免维护无需耗材，真正免维护.l检测周期为检测周期为124小时，可自行设置小时，可自行设置光声光谱法（光声光谱法（PAS）油中溶解气体测量范围和测量精度气 体测量范围(ppm)氢气氢气 H25-5,000乙炔乙炔 C2H21-50,000乙烯乙烯 C2H41-50,000一氧化碳