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第24卷第2期 2011年2月 广东电力

GUANGDONG ELECTRlC p0WER V01.24NO.2 Feb.2011

变压器油中溶解气体在线监测方法及故障判断综述 左新宇1,付强2

(I.广东电网公司深匀lI供电局,广东深匀iI 518001;2.广东电网公司电力科学研究院,广东广州510080

摘要:对变压器的常见故障及其基于变压器油中特征气体组分的故障诊断方法进行归类。分析了在不同故障原 因下变压器油中主要特征气体组分,阐述了国内外变压器油中溶解气体在线监测技术的研究现状和发展趋势。

关键词:电力变压器;变压器油;溶解气体分析;故障诊断;在线监测 中图分类号:TM855文献标志码:A 文章编号:1007-290X(201102-0010-05 Review of Onl ine Monitoring Mehod and Fault Diagnosis of Dissolved Gas in Transformer Oil

ZUO Xin?yu 1。FU Oian92

(1.Shenzhen Power Supply Bureau of Guangdong Power Grid

Corporation,Shenzhen,Guangdong 518001,China;2 Electric Power Research Institute of Ouangdong Power Grid Corporation,Guangzhou?Guangdong 510080,China

Abstract:The article classifies common faults of transformers and diagnostic methods based on components of characteristic gas.It analyzes

main components of characteristic gas in different failure causes and expounds worldwide research status and development tendency of online monitoring technology on dissolved gas in transformer oil.

Keywords:power transformer;transformer oil;dissolved gas analysis;fault diagnosis;online monitoring

溶解气体分析(dissolved gas analysis,DGA 是目前诊断变压器内部故障的最主要技术手段之 一[1-2]。DGA能够在变压器运行过程中进行,不 受外界电场和磁场的影响,而且可以发现设备中一 些用局部放电法所不能发现的缺陷(如局部性过热 等,其结果反映变压器的潜伏性故障比较灵敏, 有效率可达85%以上,并且易于在线实现,已被 公认是监测和诊断充油电力变压器早期故障、预防 灾难性事故发生的最有效方法。因此,基于DGA 的电力变压器状态监测与故障分析系统的研究具有 重要的现实意义和实用价值。

1变压器油中溶解气体在线监测方法的基 本原理 1.1变压器常见故障类型 1.1.1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 收稿日期:2010.11.18 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。

1.I.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、运输中受损、 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,造成绕组产生短 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。

I.1.3铁心故障

变压器的器身主要是由绕组和铁心构成,它们 是变压器传递、交换电磁能量的主要部件。铁心不 仅要求质量好,还必须有可靠的I点接地。铁心只 有1点接地时,变压器才能正常运行;当出现2点 及以上的接地时,将可能导致铁心产生涡流,铁耗

万方数据

第2期 左新字。等:变压器油中溶解气体在线临测方法及故障判断综述 增加,铁心局部过热;严重的多点接地甚至会使接 地线烧断,使变J玉器失去正常的1点接地而遭受严 重损坏。

1.2变压器内部故障类型与油中溶解特征气体质 量分数的关系

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 和c02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 气体的组分和质鼍分数,可以判断故障的性质及 严重程度。

变压器内部故障主要有机械性故障、热性故障 和电性故障3种类型,以热性故障和电性故障为 主,且机械性故障常以热性或电性故障形式表现出 来。表1对359台故障变压器的故障类型进行统 计,从表1可以看出,运行中的变压器故障主要有 过热性故障和高能放电性故障。根据模拟试验和大 量的现场试验结果,电弧放电的电流大,变压器油 主要分解出C:H:、H:和少量的CH4;局部放电 的电流较小,变压器油主要分解出H:和Cl-h;变 压器油过热时分解出H2、C卜L和C2H等,而纸和 某些绝缘材料过热时还分解出CO和00b等气体。

表1变压器故障类型的统计 1.2.1热性故障