Page 50 - 电力与能源2024年第二期
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190 刘一童，等：基于油中溶解气体分析技术的 10 kV 电抗器内部放电故障处理与分析
330 kV 及以上电压等级设备，绝缘油中首次检测
1 油中溶解气体分析技术
到 C 2H 2 （≥0.1 μL·L ）就应引起注意。C 2H 2 的变
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1.1 基本原理 化与放电能量的大小以及故障变化是密切相关
充油电气设备中的绝缘油是由许多不同分子 的 。因此，当充油电气设备油中溶解气体分析
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［3］
量的碳氢化合物分子组成的混合物 。虽然正常 发现 C 2H 2 时，应引起重视，须采取有效手段进行
运行在热和电的作用下以及在热和电的故障下绝 跟踪监测，比对注意值增长情况，必要时需停电检
缘油和固体绝缘材料均会产生 H 2，CO，CO 2 和低 查处理，以确保设备的安全稳定运行。
分子烃类气体，如 CH 4，C 2H 6，C 2H 4，C 2H 2 等，并溶
2 应用案例分析
解在绝缘油中，但气体含量的绝对值、增长速率以
及设备的运行工况与设备是否故障、故障的严重 2.1 故障概况
程度以及故障类型等密切相关。因此，油中溶解 国网上海市电力公司青浦供电公司 110 kV
气体分析可以提前发现充油电气设备内部故障和 某变电站 2 台 10 kV 油浸式电抗器，出厂时间为
潜伏性故障，并监视故障的发展趋势，从而给电网 2021 年 9 月，型号为 BKS 5000/10.5，额定容量为
运维人员提供帮助。 5 000 kvar，额定电压为 10.5 kV，于 2021 年 10 月
1.2 分析方法 23 日投运，运行中采用自动电压控制（AVC）的自
油中溶解气体分析的一般做法是先采集充油 动投切策略。
设备中的油样，再脱出油样中的溶解气体，然后用 2022 年 7 月 16 日 5 时 0 分 54 秒，110 kV 某变
气相色谱仪分离检测各气体组分，气体浓度用色 电站 10 kV 2 号电抗器发出温度高报警信号。随
谱数据处理装置进行计算，从而得到各气体组分 即压力释放阀发出动作信号，瓦斯继电器未发信、
含量。若气体组分含量及产气速率达到注意值， 未发跳闸信号，当值调度果断遥控拉停 10 kV 2 号
则需要采用特征气体法、气体含量比值法并结合 电抗器开关。
其他试验项目来综合判断充油电气设备的故障 运行人员到现场检查发现 10 kV 2 号电抗器
类型。 压力释放阀确有动作且有油从电抗器压力释放阀
1.3 C 2H 2 产生的原因及注意值 管道中泄出，地面有油痕迹，查看现瓦斯继电器内
C 2H 2 是充油电气设备运维人员最为敏感的特 无聚气，温度计显示油温 86℃，本体通向散热器、
征气体。根据运行经验，充油电气设备正常运行， 油枕各管道阀门均开启，油枕油位正常，呼吸器排
油中不会产生 C 2H 2，C 2H 2 的产生原因主要有：绝 气正常无堵塞，观察油杯判断油箱内形成负压，随
缘油温度高于 1 000℃，油裂解产生的气体中会有 即将 10 kV 2 号电抗器改为检修并通知检修人员
C 2H 2 气体；充油电气设备内部发生低能放电、间歇 到现场处理。
性放电或高能电弧放电兼过热故障时，会产生大 现场检修人员对 10 kV 2 号电抗器开展直流
量的 C 2H 2 气体。 电阻和绝缘电阻试验，试验结果合格，取油样进行
根据 DL/T 722—2014《变压器油中溶解气体 分析，发现 C 2H 2 含量和油耐压值结果均异常，电
分析和判断导则》 ，220 kV 及以下运行设备绝缘 抗器绝缘油中溶解气体分析结果如表 1 所示。
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油中 C 2H 2 含量注意值为 5 μL·L ，C 2H 2 绝对气产 根据 DL/T 596—2021《电力设备预防性试验
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速率注意值为 0.2，若检测到大于上述注意值时， 规程》 ，绝缘油击穿电压为 24.5 kV（35 kV 及以
应 引 起 注 意 并 跟 踪 检 测 。 值 得 注 意 的 是 ，对 于 下设备运行油击穿电压应≥35 kV），按规程判定
表 1 10 kV 2 号电抗器绝缘油中溶解气体分析结果
H 2 / CO/ CO 2 / CH 4 / C 2 H 6 / C 2 H 4 / C 2 H 2 / 总烃/ 微水/ 击穿
试验日期 介损/%
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（μL·L ）（μL·L ）（μL·L ）（μL·L ）（μL·L ）（μL·L ）（μL·L ）（μL·L ） （mg·L ） 电压/kV
2022.07.16 52 781 2 870 12.1 27.4 1.9 2.9 44.3 32.6 24.5 0.3
