安全管理中變壓器早期故障在線(xiàn)監(jiān)測(cè)

1、 安全管理中變壓器早期故障在線(xiàn)監(jiān)測(cè) 1 前言 變壓器是電力系統(tǒng)的重要設(shè)備，其狀態(tài)好壞，直接影響電網(wǎng)的平安進(jìn)行。由于變壓器在設(shè)計(jì)、制造、安裝和進(jìn)行維護(hù)等方面緣由使絕緣存在缺陷，抗短路力量降低，因此近年來(lái)主變的事故較多，其中威逼平安最嚴(yán)峻的為繞組局部放電性故障。依據(jù)國(guó)家電力公司對(duì)2021年全國(guó)110kv及以上主變事故的調(diào)查，得知繞組的事故占總事故臺(tái)數(shù)的74.6%（福建省網(wǎng)為80%）。因此，提高變壓器平安運(yùn)行的最主要任務(wù)是早期檢出繞組內(nèi)部的局部放電性缺陷。 目前變壓器在線(xiàn)監(jiān)測(cè)項(xiàng)目可分為油中氣體、水分和絕緣兩大類(lèi)。絕緣監(jiān)測(cè)項(xiàng)目主要有介損、泄漏電流和局部放電，其中介損和泄漏電流只能反映總體絕緣狀態(tài)，難以

2、檢出局部缺陷；而局部放電在線(xiàn)監(jiān)測(cè)的抗干擾技術(shù)尚未得到解決，因此，目前變壓器在線(xiàn)監(jiān)測(cè)在很大程度上是油中氣體和水分在線(xiàn)監(jiān)測(cè)。近年來(lái)，傳感器技術(shù)、微機(jī)技術(shù)和油氣分別技術(shù)得到快速的進(jìn)展，為變壓器在線(xiàn)監(jiān)測(cè)的實(shí)施制造了條件。 2 變壓器內(nèi)部局部放電的特點(diǎn) 眾所周知，任何事故都有一個(gè)產(chǎn)生、進(jìn)展的過(guò)程，也就是從量變到質(zhì)變的過(guò)程。變壓器內(nèi)部局部放電，也有一個(gè)從電暈進(jìn)展到爬電、火花放電，最終形成電弧放電的過(guò)程。其進(jìn)展速度取決于故障部位和故障能量的大小。筆者分析了十幾年來(lái)發(fā)生的主變事故，發(fā)覺(jué)有相當(dāng)數(shù)量的事故有幾個(gè)小時(shí)的進(jìn)展過(guò)程，如1987年1月福建三明后山1號(hào)主變（220Kv,90MVA）因高壓B相屏樹(shù)枝狀放電引起

3、的事故，2000年7月31日廈門(mén)嵩嶼電廠(chǎng)2號(hào)主變（220Kv,370MVA）因低壓角接線(xiàn)水平木支架絕緣缺陷引起的事故，以及2021年3月22日廣東大亞灣核電站2號(hào)主變C相低壓角接線(xiàn)的短路事故等，都有數(shù)小時(shí)的進(jìn)展過(guò)程。假如選用對(duì)故障氣體響應(yīng)快的監(jiān)測(cè)裝置，使其在火花放電階段被檢出，則就有可能防止惡性事故的發(fā)生。 3 油中氫氣在線(xiàn)監(jiān)測(cè)局部放電性故障的必要性和可能性 變壓器內(nèi)部的絕緣油、紙、布、漆和木頭等絕緣材料都為碳?xì)浠衔锘蛱妓衔?，在分子結(jié)構(gòu)中碳?xì)滏I（C-H）最多，其鍵能最低，因此在分解時(shí)最簡(jiǎn)單斷裂；而氫氣的生成熱最小，因此在碳?xì)滏I斷裂后氫氣最簡(jiǎn)單生成，又由于氫氣的分子半徑最小，在油中的溶解度

4、也最小，使氫氣最簡(jiǎn)單從油中析出后滲透過(guò)高分子模，使其以最快的速度集聚到檢測(cè)室。因此，選擇氫氣為監(jiān)測(cè)的對(duì)象應(yīng)是局部放電性故障早期檢出最抱負(fù)的氣體。 有的人提出乙炔（C2H2）是放電性故障最具代表的特征氣體。這的確如此，但C2H2分子中有CC鍵，生成時(shí)必需汲取較大的能量，在局部放電的初期不行能產(chǎn)生，只有在火花放電后期才會(huì)有少量C2H2，但此時(shí)距電弧放電很近，惡性事故很快就會(huì)發(fā)生，即使這時(shí)被檢出，也沒(méi)有時(shí)間來(lái)實(shí)行防患措施，避開(kāi)事故的發(fā)生了。 有的人提出，只監(jiān)測(cè)氫氣、水分不能進(jìn)行綜合推斷，而應(yīng)當(dāng)監(jiān)測(cè)多組分才能作出診斷，這種想法也是很正常的，但是，我們應(yīng)當(dāng)熟悉到，在線(xiàn)監(jiān)測(cè)是運(yùn)行設(shè)備，要停運(yùn)不行能只靠油中氣體含量的診斷來(lái)打算設(shè)備馬上停電！就是目前試驗(yàn)室的色譜分析，盡管所檢測(cè)的組分許多，推斷的方法許多，也很成熟，但當(dāng)檢出油中氣體含量特別后，也不行能馬上下令停電！在線(xiàn)監(jiān)測(cè)的目的主要是對(duì)變壓器內(nèi)部故障起“哨兵”的作用，即在精確檢出初期故障發(fā)出報(bào)警。為此，在線(xiàn)監(jiān)測(cè)裝置不僅要求連續(xù)在線(xiàn)，而且要求對(duì)故障氣體的響應(yīng)速度要快。若檢測(cè)多組分只能通過(guò)二個(gè)方法來(lái)實(shí)現(xiàn)：一為色譜法，這將帶來(lái)取樣、進(jìn)樣和色譜柱分別等過(guò)程，使檢測(cè)變成間斷進(jìn)行；二