主变气体含量异常与处理PPT讲稿.ppt

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1、主变气体含量异常与处理第1页，共31页，编辑于2022年，星期三主变气体含量异常分析及处理主变气体含量异常分析及处理 刘险峰、姬林平、李瑞永河南华润电力首阳山有限公司,河南 洛阳 471943第2页，共31页，编辑于2022年，星期三 目 录 设设 备备 简简 介介 事事 件件 现现 象象 故故 障障 分分 析析 经经 验验 分分 享享 引引 言言第3页，共31页，编辑于2022年，星期三 引 言 气体含量异常变压器事故气体含量异常变压器事故 2008年2月5日 某厂4主变A相损坏，该变压器2005年12生产，2006年6月28日首次带电运行。第4页，共31页，编辑于2022年，星期三第5页，

2、共31页，编辑于2022年，星期三第6页，共31页，编辑于2022年，星期三第7页，共31页，编辑于2022年，星期三 引 言 首阳山项目主变气体异常首阳山项目主变气体异常 2008年12月13主变气体根据在线监测装置报警信息及主变气体根据在线监测装置报警信息及油中气体色谱分析结果，及时发现并处理了一起主变内油中气体色谱分析结果，及时发现并处理了一起主变内部放电性故障，成功避免了一起主设备损坏事故的发生。部放电性故障，成功避免了一起主设备损坏事故的发生。第8页，共31页，编辑于2022年，星期三设备简介首阳山项目主变采用单相单体式户外型油浸强油风变压器 型号：DFP-240000/500 额定

3、容量:240MVA 额定电压为：H.V.525322.5%kV LV 22 kV 生产厂家:常州东芝变压器有限公司 生产日期:2005年08月 投产日期:2006年10月 主变配置有HYDRAM 201i型智能变压器早期故障在线检测系统第9页，共31页，编辑于2022年，星期三第10页，共31页，编辑于2022年，星期三第11页，共31页，编辑于2022年，星期三2009年年12月月13日日05:06，2机组机组DCS发发“2主变内部气体浓度主变内部气体浓度含量高、主变含量高、主变IDD装置告警任一故障存在装置告警任一故障存在”报警。报警。就地检查就地检查B相气体气体在线监视装置浓度显示为相气

4、体气体在线监视装置浓度显示为100ppm。告警后色谱分析数据：告警后色谱分析数据：事件现象事件现象第12页，共31页，编辑于2022年，星期三事件现象事件现象历史化验数据第13页，共31页，编辑于2022年，星期三第14页，共31页，编辑于2022年，星期三第15页，共31页，编辑于2022年，星期三第16页，共31页，编辑于2022年，星期三第17页，共31页，编辑于2022年，星期三第18页，共31页，编辑于2022年，星期三油气机理分析油气机理分析油浸变压器大多采用油纸组合绝缘，当油浸变压器大多采用油纸组合绝缘，当内部发生潜伏性故障时，油纸会因受热内部发生潜伏性故障时，油纸会因受热分解产

5、生烃类气体。由于含有不同化学分解产生烃类气体。由于含有不同化学键结构的碳氢化合物有着不同的热稳定键结构的碳氢化合物有着不同的热稳定性，所以绝缘油随着故障点温度的升高性，所以绝缘油随着故障点温度的升高依次裂解生成烷烃、烯烃和炔烃。每一依次裂解生成烷烃、烯烃和炔烃。每一种烃类气体最大产气率都有一个特定的种烃类气体最大产气率都有一个特定的温度范围，故绝缘油在各不相同的故障温度范围，故绝缘油在各不相同的故障性质下产生不同成分、不同含量的烃类性质下产生不同成分、不同含量的烃类气体。气体。CH4 C2H6 C2H4C2H2 Co Co2 H2第19页，共31页，编辑于2022年，星期三正常运行的老化过程产

6、生的气体主要是一氧化碳和二氧化碳。在油绝缘中存在局部放电时，油裂解产生的气体主要是氢和甲烷。在故障温度高于正常运行温度不多时，产生的气体主要是甲烷。随着故障温度的升高，乙烯和乙烷逐渐成为主要特征。在温度高于1000时，例如在电弧弧道温度（3000以上）的作用下，油裂解产生的气体中含有较多的乙炔，如果故障涉及到固体绝缘材料时，会产生较多的一氧化碳和二氧化碳。油气机理分析油气机理分析第20页，共31页，编辑于2022年，星期三特征气体油气机理分析油气机理分析第21页，共31页，编辑于2022年，星期三即电弧放电：故障产气量大、气体剧烈产生，运用测定油中溶解气体的方法不容易对其诊断，往往是在出现故障

7、（轻瓦斯发信动作）后，我们才能根据油中气体、瓦斯成分的分析，对变压器的故障性质和严重程度进行诊断。主要是乙炔和氢，其次是乙烯和甲烷，若涉及固体绝缘，CO的含量也比较高。一般是电火花放电，故障气体主要是乙烯和氢。由于其故障能量较小，总烃一般不会高。其产气特征是氢组分最多（占氢烃总量的85以上），其次是甲烷。局部放电的后果是绝缘老化，如任其发展，会引起绝缘损坏，甚至造成事故。低能放电 高能放电 局部放电油气机理分析油气机理分析第22页，共31页，编辑于2022年，星期三放电温度放电温度根据#2主变B相异常气体色谱试验数据，用经验公式估算故障点的发热温度为T3221g（C2H4C2H6）525200

8、9/12/13 9:10时：T3221g（C2H4C2H6）5253221g（18326.4）525 11022009/12/13 14:00时：T3221g（C2H4C2H6）5253221g（22.006.3）525 110第23页，共31页，编辑于2022年，星期三根据IEC三比值法(以2009/12/13 9:10油样计算)C2H2C2H442.2418.322.25，比值编码为1；CH4H219.81108.720.182，比值编码为0；C2H4C2H618.326.492.86，比值编码为1，（第二次比值编码为2）；判定故障编码是101或者102,对运行中的变压器，当油中溶解的气体

9、含量达到1 ppm时，应进行追踪分析，查明原因。应该指出，油中乙炔是电弧放电的特征气体。初步判断为电弧放电三比值计算三比值计算第24页，共31页，编辑于2022年，星期三 绝缘材料分析绝缘材料分析为彻底调查放电原因，在夹持件和辅助绝缘板上发黑的部位取样，进行成份分析试验。试验在上海复旦大学国家微电子材料与元器件微分析中心进行，采用场发射扫描电子显微镜，配以X光能量色散谱（EDX）分析系统，试验电压为20KV，在电子显微镜下直接观察。试验总共在不同样品上取样个 第25页，共31页，编辑于2022年，星期三绝缘材料分析绝缘材料分析试验样8的频谱与影像图 试验样8经多次打点后，发现Fe峰值较高，并有

10、少量的Al、K、Ca、Mg、Si等试样11又发现一小圆球，对小圆球打点发现Fe、Mg、Si峰值较高,并有少量的Al、Ca、Ti等 第26页，共31页，编辑于2022年，星期三 试验中发现了多种金属，有部分金属含量偏高，11个试样具体成份统计 绝缘材料分析绝缘材料分析第27页，共31页，编辑于2022年，星期三试验结论：正常纸板除C、O元素外没有其他金属元素，从成份分析试样可以看出，有多个小圆球颗粒，从分析数据看，支撑件发黑部位测出有Fe、Mg、Ca、Al、K、Zn、Ti、Na等多种金属元素，尤其是Fe含量较高，所以判断本次击穿是由于纸板内金属异物导致。绝缘材料分析绝缘材料分析第28页，共31页

11、，编辑于2022年，星期三回顾整个事件的处理过程，正是由于在第一时间里果断安排主变停运抢修，才没有造成事故的扩大。而时间的赢得是因为我们的变压器装有GE公司的早期故障在线检测装置，在故障发生的初期预报了异常的存在，为我们的正确决策赢得了时间，同时抢修过程的控制也大大缩短了停机时间。经验分享经验分享第29页，共31页，编辑于2022年，星期三全力抓好过程控制，尽可能缩短抢修时间 做好变压器油务监督是保证变压器正常运行的基础,变压器内产生电弧放电，伴随而产生高温，油分子链断裂，故乙炔出现一定有故障源的存在 变压器故障早期诊断的最佳方法是油中气体分析法，建议500KV变压器增加实时在线检测装置，并上传至DCS。相信设备比人可靠经验分享经验分享第30页，共31页，编辑于2022年，星期三我们致力于成为“世界一流 中国最好”的发电企业谢谢 谢！谢！第31页，共31页，编辑于2022年，星期三