CN102680814B - 一种变压器故障严重程度的诊断方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种变压器故障严重程度的诊断方法，利用色谱分析变压器油中的气体含量，累计一段时间测定的变压器油中溶解气体含量，计算氢气或总烃绝对产气速率和产气速率变化率，以绝对产气速率为纵坐标，以时间为横坐标作图。通过绝对产气速率和产气速率变化率判断变压器内部是否出现故障。本发明通过计算绝对产气速率、产气速率变化率和图解的方式判断变压器内部故障发展及严重程度，制定相应的变压器监测和检修策略，实现对变压器运行和内部故障情况的准确把握，确保变压器在电网的安全运行，防止变压器损毁事件的发生。
Description
技术领域
本发明属于电气设备故障诊断与分析技术领域,涉及一种变压器故障严重程度的诊断方法，具体涉及一种通过色谱分析变压器油中溶解气体的变化判断故障严重程度的诊断方法。
背景技术
对变压器油中溶解气体的分析是国内外电力系统在带电状态下监测变压器运行情况的最有效的方法，目前电力行业普遍采用色谱法定期检测变压器油，来判断变压器是否存在故障。经过多年的发展，已经有一套针对油色谱分析结果判定故障类型的方法。该方法通过各种色谱数据之间的比值来确定变压器具体故障类型，使用气体产气速率的绝对值来判定变压器故障严重程度。但是这种方法存在着局限性，在某些情况下，依据变压器油色谱检测数据计算的产气速率很大，实际其产气速率是在减小的趋势中，这种情况变压器可能并不存在内部故障，仅仅依据产气速率的绝对值判读变压器故障情况会出现误判情况。相反，产气速率绝对值较小，未超过标准规定的产气速率限值，但其产气速率增长很快，可能存在严重故障，如果没有进行仔细分析和引起重视，会延误最佳检修时期，而造成变压器损毁的严重后果，因此，需要一种对变压器故障程度做更加准确的判断方法。
发明内容
为克服上述现有技术的不足，本发明提供一种变压器故障严重程度的诊断方法，提高对变压器内部故障诊断的准确性，确保变压器在电网的安全运行，防止变压器损毁事件的发生。
本发明变压器故障严重程度的诊断方法，利用色谱分析变压器油中溶解气体含量，累计一段时间内测定的变压器油中溶解气体含量的数据，以绝对产气速率为纵坐标，时间为横坐标作图。对变压器油取样分析，计算绝对产气速率和产气速率变化率，通过绝对产气速率和产气速率变化率判断变压器内部是否出现故障，如果氢气或总烃的绝对产气速率小于或约等于0，则变压器没有故障，可以正常运行。当氢气或总烃的绝对产气速率大于0时，观察氢气或总烃产气速率变化率情况，如果氢气或总烃的产气速率变化率大于0，则变压器内部故障严重，对变压器进行停电检修；如果氢气或总烃的产气速率变化率等于0或约等于0，则变压器内部存在稳定故障源，判断故障类型后采取继续监测和停电检修策略；如果氢气或总烃的产气速率变化率小于0，则变压器内部不存在内部故障，继续监测。
变压器油中的溶解气体为一氧化碳、二氧化碳、氢气、甲烷、乙烷、乙烯和乙炔。总烃为甲烷、乙烷、乙烯和乙炔四种气体含量的总和。绝对产气速率为变压器油中每运行日产生的一种气体或总烃的平均值。产气速率变化率为变压器运行过程中一种气体或总烃每日产气速率变化的平均值。
本发明变压器故障严重程度的诊断方法用于110KV及以上电压等级的变压器故障严重程度的诊断。
本发明变压器故障严重程度的诊断方法利用变压器油色谱分析中氢气和总烃数据，通过计算的绝对产气速率、产气变化率和图解的方式判断变压器内部故障发展及严重程度，制定相应的变压器监测和检修策略，实现了对变压器运行和内部故障情况的准确把握，确保变压器在电网的安全运行，防止变压器损毁事件的发生。本发明利用变压器油色谱分析数据，经过数据处理、作图和分析，判断变压器的运行情况和故障存在的程度，方法简单、可靠，有效保证了电力系统变压器的安全运行。
附图说明
图1为本发明变压器故障严重程度诊断方法的流程示意图；
图2为变压器油绝对产气速率随时间变化的曲线图；
图3为变压器故障严重情况的绝对产气速率变化图；
图4为变压器存在稳定故障源的绝对产气速率变化图；
图5为变压器不存在内部故障的绝对产气速率变化图。
具体实施方式
下面结合附图对本发明作进一步的说明。本发明要求保护的范围并不局限于实施例表示的范围。
本发明变压器故障严重程度的诊断过程如图1所示，利用色谱分析变压器油中的气体含量，累计一段时间色谱分析变压器油气体产量，变压器油中的气体为一氧化碳、二氧化碳、氢气、甲烷、乙烷、乙烯和乙炔。表1为河北邯郸某变电站二号220KV变压器1998年变压器油色谱分析数据统计表（excel表）。变压器油取样进行色谱分析，测定变压器油中溶解气体含量，将分析数据计入表1，利用excel函数计算功能计算总烃含量、绝对气体速率和总烃的产气速率变化率，并利用excel以总烃的绝对产气速率为纵坐标，以时间为横坐标做总烃绝对产气速率随时间的变化分析图，见图2。总烃为甲烷、乙烷、乙烯和乙炔四种气体含量的总和。绝对产气速率为变压器油中每运行日产生的一种气体或总烃的平均值，本实施例为总烃的绝对产气速率，即总烃每日产生的总烃的平均值，总烃绝对产气速率按下式计算：
式中：γ a —绝对产气速率，mL/d;
C i,2 —第二次取样测得油中总烃浓度，μL/L；
C i,1 —第一次取样测得油中总烃浓度，μL/L；
△ t —两次取样时间间隔中实际运行时间，d；
m—设备总油量，t；
ρ—绝缘油密度，t/m3
产气速率变化率为变压器运行过程中一种气体或总烃每日的产气速率变化平均值，本实施例为总烃的产气速率变化率，即总烃每日的产气速率变化平均值。总烃产气速率变化率的计算式为：
式中：χ—产气速率变化率；
γ a,n —第n次取样测得的总烃绝对产气速率；
γ a,2 —第2次取样测得的总烃绝对产气速率；
△ t —两次取样时间间隔中实际运行时间，d。
表1220KV变压器1998年电压汽油色谱分析数据统计表
| 编号 | 取样日期 | H2 | CO | CO2 | CH4 | C2H4 | C2H6 | C2H2 | 总烃 | 总烃绝对产气速率 | 产气速率变化率 |
| 1 | 1998-5-15 | 0.00 | 0.00 | 152.00 | 0.52 | 11.30 | 43.30 | 0.00 | 55.12 | 105.05 | |
| 2 | 1998-5-18 | 0.00 | 6.00 | 270.00 | 11.40 | 40.20 | 28.90 | 0.00 | 80.50 | 276.00 | |
| 3 | 1998-5-25 | 0.00 | 36.00 | 492.00 | 30.40 | 58.70 | 26.80 | 0.00 | 115.90 | 164.98 | -15.859 |
| 4 | 1998-6-5 | 0.00 | 50.00 | 575.00 | 55.80 | 67.70 | 35.00 | 0.00 | 158.50 | 126.34 | -8.31 |
| 5 | 1998-7-6 | 0.00 | 172.00 | 2227.00 | 81.10 | 121.50 | 41.10 | 0.00 | 243.70 | 89.66 | -3.80 |
| 6 | 1998-9-2 | 20.00 | 301.00 | 1951.00 | 119.90 | 204.30 | 54.50 | 0.00 | 378.70 | 75.93 | -1.86 |
| 7 | 1998-10-5 | 26.80 | 391.00 | 2461.00 | 128.10 | 241.70 | 65.00 | 0.00 | 434.80 | 55.46 | -1.57 |
| 8 | 1998-12-23 | 19.00 | 424.00 | 1855.00 | 164.10 | 239.00 | 76.20 | 0.00 | 479.30 | 18.37 | -1.22 |
表1表明从编号2到编号8，即从1998年5月18日到1998年12月23日，总烃量，即甲烷、乙烷、乙烯和乙炔总的气体含量逐步升高，但是总烃的绝对气体产率逐步下降，气体产率变化率χ均小于0，为负数。图2表明二号变压器油总烃的绝对产气产率随时间的变化曲线为逐步降低。因此说明二号变压器工作正常，不存在故障，只进行正常的例行监测即可。
判断变压器内部是否出现故障的方法为，如果氢气或总烃的绝对产气速率小于0，则变压器没有故障，进行正常运行。总烃中绝对产气速率大于0时，观察总烃产气速率变化率的情况进行判断，如果总烃产气速率变化率大于0，总烃的绝对产气产率随时间的变化曲线如图3所示，则变压器内部故障趋于严重，对变压器进行停电检修。如果总烃的产气速率变化率等于或约等于0，总烃的绝对产气产率随时间的变化曲线如图4所示，则变压器内部存在稳定故障源，判断故障类型后采取继续监测和停电检修策略。如果总烃的产气速率变化率小于0，总烃的绝对产气产率随时间的变化曲线如图5所示，则变压器内部不存在内部故障，继续例行监测。
Claims (2)
1.一种变压器故障严重程度的诊断方法，利用色谱分析变压器油中的气体含量，其特征在于：累计一段时间内测定的变压器油中溶解气体含量的数据，以绝对产气速率为纵坐标，时间为横坐标作图；对变压器油取样分析，计算绝对产气速率和产气速率变化率，通过绝对产气速率和产气速率变化率判断变压器内部是否出现故障，如果氢气或总烃的绝对产气速率小于或约等于0，则变压器没有故障，可以正常运行；当氢气或总烃的绝对产气速率大于0时，观察氢气或总烃产气速率变化率情况，如果氢气或总烃的产气速率变化率大于0，则变压器内部故障严重，对变压器进行停电检修；如果氢气或总烃的产气速率变化率等于0，则变压器内部存在稳定故障源，判断故障类型后采取继续监测或停电检修策略；如果氢气或总烃的产气速率变化率小于0，则变压器内部不存在内部故障，继续监测；所述绝对产气速率为变压器油中每运行日产生的一种气体或总烃的平均值，所述产气速率变化率为变压器运行过程中一种气体或总烃每日产气速率变化的平均值，变压器故障严重程度的诊断方法用于110kV及以上电压等级的变压器故障严重程度的诊断。
2.根据权利要求1所述变压器故障严重程度的诊断方法，其特征是：所述变压器油中溶解气体为一氧化碳、二氧化碳、氢气、甲烷、乙烷、乙烯和乙炔，所述总烃为甲烷、乙烷、乙烯和乙炔四种气体含量的总和。
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Effective date of registration: 20121219 Address after: 050021 No. 238 South Sports street, Yuhua Road, Hebei, Shijiazhuang Applicant after: Electric Power Research Institute of Hebei Electric Power Corporation Applicant after: State Grid Corporation of China Applicant after: Hebei Electric Power Construction & Adjustment Research Institute Address before: 050021 No. 238 South Sports street, Hebei, Shijiazhuang Applicant before: Hebei Electric Power Research Institute |
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| CB03 | Change of inventor or designer information |
Inventor after: Du Liming Inventor after: Zhang Liyan Inventor after: Liu Kecheng Inventor after: Chen Zhiyong Inventor after: Zhang Ruofei Inventor after: Rao Qun Inventor after: Wang Yan Inventor after: Du Liming, Zhang Liyan, Liu Kecheng, Chen Zhiyong, Zhang Ruofei, Rao Qun, Wang Yan, Bai Cuixia Inventor before: Du Liming Inventor before: Zhang Liyan Inventor before: Liu Kecheng Inventor before: Chen Zhiyong Inventor before: Du Liming, Zhang Liyan, Liu Kecheng, Chen Zhiyong, Zhang Ruofei |
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| COR | Change of bibliographic data | ||
| C14 | Grant of patent or utility model | ||
| GR01 | Patent grant |