Page 54 - 电力与能源2022年第六期

5 1 6 简博恒, 等: 基于油色谱技术的换流变压器异常的故障分析

-1 左 右。
在线油色谱 数 据 总 烃 含 量 在 90 μ L · L
2 油色谱技术在变压器油中气体分析的
从 6 月 3 日 开 始, 直 流 输 送 功 率 每 日 最 大 值 从
应用
1000MW 升至2000MW , 总烃含量呈逐渐增长
通过气相色谱仪分析, 可以得到油中溶解气 趋势, 6 月 9 日总烃含量为 160.4 μ L · L , 后期
-1
体各组分的含量, 目前国内外研究已经得到各种 连续观测发现总烃含量仍处在上升趋势。
特征气体组分含量对应的故障类型, 作为分析判 4.2 油色谱带电检测数据
断的一个依据。依据油中各气体成分与标准或经 2017 年 6 月 13 日开始对换流变压器油样进
验值的比对, 对变压器绝缘状态作出判断, 可以得 行油色谱带电检测, Y / Δ 换流变压器 C 相总烃含
到故障所属类型、 严重程度、 发展趋势等。长期实 量为 124.8 μ L · L , 虽然没有超过注意值( 150
-1
践证明, 通过变压器油中溶解气体分析可以更好 μ L · L ), 但与之前带电检测油色谱历史数据相
-1
地帮助我们掌握变压器的绝缘状态以及存在的故 比存在明显的上升趋势。对该变压器进行油色谱
障问 题, 然 后 根 据 故 障 类 型 选 择 接 下 来 的 检 测 跟踪监测, 发现总烃含量存在增长趋势, 经分析判

方案。 断该换流变压器内部存在过热缺陷。
对于油中溶解气体的产生, 一部分由于空气 由离线油色谱数据可以得到, 从 6 月 13 日总
的进入, 还有一部分由于电力变压器中的绝缘油 烃含量 124.8 μ L · L 较之前增大明显, 至 6 月
-1
与有机绝缘材料经过电和热的作用后会在变压器 26 日总烃超过 150 μ L · L 。对于该台换流变
-1
中逐渐老化, 并分解出一氧化碳、 二氧化碳和烃类 压器检测数据可使用 DL / T722 — 2014 中推荐的
等气体。经过油色谱分析, 可以得到特征气体的 三比值法对油中溶解的 5 种特征气体比值进行计
各组分含量, 经过前后间隔检测还可以得到其相 算如下: 甲烷烃值 / 氢气烃值 =3.56≥3 , 乙烯烃
对产气速率, 通过与注意值及经验值进行比对, 能 值 / 乙烷烃值 =3.07>3 , 乙炔烃值 / 乙烯烃值 =
够对设备故障有一定诊断。通过油中溶解气体分 0.0059<0.1 , 根据三比值编码规则可得对应的编
析, 既可以反映变压器内部绝缘健康情况, 也可以 码为022 , 即故障类型为高温过热( 高于700℃ )。
及时发现潜在的隐患和故障, 有利于设备的安全 4.3 油色谱带电检测与在线监测结合跟踪分析
稳定运行。 通过对 Y / Δ 换流变压器 C 相进行油色谱带
电检测离线数据与在线监测数据结合跟踪分析,
3 油色谱在线监测技术与离线检测技术
均发现总烃含量存在持续上升趋势, 表明该换流
变压器油色谱在线监测系统, 即在不影响变 变压器内部过热缺陷持续存在。总烃含量发展趋
压器运行的条件下, 对变压器油进行连续或定时 势如图 1 所示。由图 1 可知, 离线检测与在线监
监测的系统。对于油色谱在线监测技术, 按分析 测数据两者变化趋势较为一致, 说明换流变压器
成分可分为单组分气体和多组分气体两类, 目前 确实有异常情况产生。
使用较多的是多组分气体的在线监测。多组分气
体在线监测与试验室离线色谱分析的特征气体基
本保持一致, 有氢气、 甲烷、 乙烷、 乙烯、 乙炔、 一氧
化碳、 二氧化碳等 7 种气体。从两者油色谱数据
的综合对比来看, 在线监测数据与离线色谱数据
的气体变化趋势基本保持一致, 但从数据的绝对
值来看, 二者的差异比较明显。
图 1 极 2Y / Δ 换流变压器 C 相油色谱在线监测
4 案例简述 与离线检测数据发展趋势

4.1 油色谱在线监测数据 5 缺陷查找及原因分析
2017 年6 月9 日, 某 ±500kV 换流站运维人 5.1 现场检修
员发现 Y / Δ 换流变压器 C 相在线油色谱数据超
2017 年 7 月 29 日开始对极 2Y / Δ 换流变压
出注意值。经调阅历史数据发现, 6 月 3 日之前,