【正文】 鎂型吸附劑與纖維素粉等。根據(jù)其分離原理，有吸附色譜、分配色譜、離子交換色譜與排阻色譜等方法。在色譜柱內(nèi)固定相有兩種存放方式，一種是柱內(nèi)盛放顆粒狀吸附劑，或盛放涂敷有固定液的惰性固體顆粒 。以各組分從柱末端流出的濃度 c對(duì)進(jìn)樣后的時(shí)間 t作圖 ,得到的圖稱為色譜圖。反之，當(dāng)變壓器溫度低時(shí)，含氣量低的油從儲(chǔ)油柜流回到本體油箱里，并有相當(dāng)量得新鮮空氣吸入儲(chǔ)油柜中，這就降低了儲(chǔ)油柜內(nèi)氣相的含氣量，從而加速了儲(chǔ)油柜油中溶解氣體向氣相的釋放。另一情況是對(duì)于運(yùn)行中變壓器在故障初期，油中某些氣體濃度絕對(duì)值仍然很低，甚至計(jì)算得到的產(chǎn)氣速率也不高，其原因也應(yīng)考慮可能是固體絕緣材料吸附作用導(dǎo)致油中氣體含量的降低。 變壓器內(nèi)部固體材料的吸附作用也可能使油中溶解氣體減小，這是因?yàn)楣腆w材料表面的原子和分子能夠吸附外界分子的緣故。正是因?yàn)檫@種循環(huán)，溶解于油中 的氣體才得以轉(zhuǎn)移到變壓器的各個(gè)部分，對(duì)于強(qiáng)迫油循環(huán)的變壓器，這種對(duì)流的速度更快。 氣體在變壓器中擴(kuò)散、吸附和損失 變壓器內(nèi)部故障產(chǎn)氣是通過擴(kuò)散和對(duì)流而達(dá)到均勻溶解于油中的。據(jù)實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)，長(zhǎng)期運(yùn)行的正常的開放式變壓器中，油的總氣量約為油的 10%（體積），其中氧氣含量一般占 20%～ 30%，氮?dú)庹?80%～ 70%；對(duì)于充氮變壓器，總氣量大致為油的 6%～ 8%（體積），其中氮?dú)庹?90%以上，氧氣占 %～ 8%。 氣體在絕緣油中的溶解 在企業(yè)兩相的密閉體系中，氣體 對(duì)液體的溶解，最終在某一壓力下，溫度下，達(dá)到溶解與釋放的動(dòng)態(tài)平衡。它是由各種探碳?xì)浠衔锼M成的混合物。 學(xué)院畢業(yè)論文 14 第三章 變壓器油中氣體分析診斷與故障檢查 變壓油中溶解氣體分析的原理 利用絕緣油中溶解氣體分析，檢測(cè)充油電氣設(shè)備早期內(nèi)部故障，已經(jīng)成為變壓器等充油電氣設(shè)備絕緣監(jiān)督的重要手段之一。 3)操作過電壓的影響。 1)暫態(tài)過電壓的影響。另外，池保護(hù)方式不同，使 CO 和 CO2在油中解和擴(kuò)散狀況不同。當(dāng)濕度一定時(shí)，含水量越高，分解出的 CO2越多。因此，當(dāng)溫度較高時(shí)，變壓器內(nèi)絕緣油的微水含量較大；反之，微水含量就小。 影響變壓 器絕緣性能的主要因素有：溫度、濕度、油保護(hù)方式和過電壓影響等。對(duì)于水分可用干燥的辦法加以排除；對(duì)于雜質(zhì)可用過濾的辦法加以清除；油中的空氣可通過抽真空的辦法加以排除。主變壓器運(yùn)行一段時(shí)間后，處理不徹底的絕緣漆逐漸溶解在油中，使之絕緣性能逐漸下降。這種缺陷采用現(xiàn)場(chǎng)循環(huán)處理的方法很難處理好，因?yàn)闊o論如何處理，始終有一部 分微生物殘留在絕緣固體上。例如在主變壓器安裝或吊芯時(shí)，附在絕緣件表面的昆蟲和安裝人員殘留的閂：漬等都有可能攜帶細(xì)菌，從而感染了絕緣油：或者絕緣油本身已感染微生物。在電場(chǎng)的作用下易電離分解，而增加了絕緣油的電導(dǎo)電流，因此，微量的水分可使 絕緣油介質(zhì)損耗顯著增加。 1)絕緣油變質(zhì)。 劣化是油氧化后的結(jié)果，當(dāng)然這種氧化并不僅指純凈油中烴類的氧化，而是存在于油中雜質(zhì)將加速氧化過程，特別是銅、鐵、鋁金屬粉屑等。正常情況下絕緣油的氧化過程進(jìn)行得很緩慢，如果維護(hù)得當(dāng)甚至使用 20 年還可保持應(yīng)有的質(zhì)量而不老化，但混入油中的金屬、雜質(zhì)、氣體等會(huì)加速氧化的發(fā)展，使油質(zhì)變壞，顏色變深，透明度渾濁，所含水分、酸價(jià)、灰分增加等，使油的性質(zhì)劣化。 (1)變壓器油的性能。 3)纖維材料本身的收縮。當(dāng)過度受熱使水分從纖維材料中脫離，更會(huì)加速纖維材料脆化。對(duì)紙纖維絕緣材料在運(yùn)行及維護(hù)中，應(yīng)注意控制變壓器額定負(fù)荷，要 求運(yùn)行學(xué)院畢業(yè)論文 11 環(huán)境空氣流通、散熱條件好，防止變壓器溫升超標(biāo)和箱體缺油。油浸變壓器選擇紙絕緣材料最重要的因素除紙的纖維成分、密度、滲透性和均勻性以外，還包括機(jī)械強(qiáng)度的要求，包括耐張強(qiáng)度、沖壓強(qiáng)度、撕裂強(qiáng)度和堅(jiān)韌性： 1)耐張強(qiáng)度：要求紙纖維受到拉伸負(fù)荷時(shí)，具有能耐受而不被拉斷的最大應(yīng)力 2)沖壓強(qiáng)度：要求紙纖維具有耐受壓力而不被折斷的能力的量度。 極性的纖維不但易于吸潮（水分使強(qiáng)極性介質(zhì)），而且當(dāng)紙纖維吸水時(shí)，使氫氧根之間的相互作用力變?nèi)?，在纖維結(jié)構(gòu)不穩(wěn)定的條件下機(jī)械強(qiáng)度急劇變壞，因此，紙絕緣部件一般要經(jīng)過干燥或真 空子燥處理和浸油或絕緣漆后才能使用，浸漆的目的是使纖維保持潤(rùn)濕．保證其有較高的絕緣和化學(xué)穩(wěn)定性及具有較高的機(jī)械強(qiáng)度。絕緣紙纖維材料是油浸變壓器中最主要的絕緣組件材料，紙纖維是植物的基本固體組織成分，組成物質(zhì)分子的原子中有帶正電的原子核和圍繞原子核運(yùn)行的帶負(fù)電的電子，與金屬導(dǎo)體不同的是絕緣材料中幾乎沒有自由電子，絕緣體中極小的電導(dǎo)電流主要來自離子電導(dǎo)。這些老化產(chǎn)物大都對(duì)電氣設(shè)備有害，會(huì)使絕緣紙的擊穿電壓和體積電阻率降低、介損增大、抗拉強(qiáng)度下降，甚致腐蝕設(shè)備中的金 屬材料。 油浸變壓器中，主要的絕緣材料是絕緣油及固體絕緣材料絕緣紙、紙板和木塊等 c所謂變壓器絕緣的老化，就是這些材料受環(huán)境因素的影響發(fā)生分解，降低或喪失了絕緣強(qiáng)度。固體絕緣的電老化的形成和發(fā)展是樹枝狀，在電場(chǎng)集中處產(chǎn)生放電，引發(fā)樹枝狀放電痕跡，并逐步發(fā)展導(dǎo)致絕緣擊穿。 2)放電點(diǎn)熱效應(yīng)引起絕緣的熱裂解或促 進(jìn)氧化裂解，增大了介質(zhì)的電導(dǎo)和損耗產(chǎn)生惡性循環(huán)，加速老化過程。 放電故障對(duì)變壓器絕緣的影響 放電對(duì)絕緣有兩種破壞作用：一種是由于放電質(zhì)點(diǎn)直接轟擊絕緣，使局部絕緣受到破壞并逐步擴(kuò)大，使絕緣擊穿。 (2)電弧放電的氣體特征。一般來說，火花放電不致很快引起絕緣擊穿，主要反映在油色普分析異常、局部放電量增加或輕瓦斯動(dòng)作，比較容易被發(fā)現(xiàn)和處理，但對(duì)其發(fā)展程度應(yīng)引起足夠的認(rèn)識(shí) 和注意。如果纖維不受潮，則因 “小橋 ”的電導(dǎo)很小，對(duì)于油的火花放電電壓的影響也較?。环粗?，則影響較大。 “小橋 ”的導(dǎo)電率和介電常數(shù)都比變壓器油大，從電磁場(chǎng)原理得知，由于 “小橋 ”的存在，會(huì)畸變油中的電場(chǎng)。雜質(zhì)由水分、纖維質(zhì) (主要是受潮的纖維 )等構(gòu)成。處于地電位的部件，如硅鋼片磁屏蔽和各種緊固用金屬螺栓等，與地的連接松動(dòng)脫落，導(dǎo)致懸浮電位放電。 (1)懸浮電位引起火花放電。此法在運(yùn)行監(jiān)測(cè)上十分適用，簡(jiǎn)稱 “色譜分析 ”。超聲測(cè)法的靈敏度較低，大約幾千皮庫(kù)，它的優(yōu)點(diǎn)是抗干擾性能好，且可 “定位 ”。利用示波器、局部放電儀或無線電干擾儀，查找放電的波形或無線電干擾程度。如放電能量密度在 109C以下時(shí)，一般總烴不高，主要成分是氫氣，其次是甲烷，氫氣占?xì)錈N總量的曰 80％一 90％；當(dāng)放電能量密度為 ～ 10 .7C 時(shí)，則氫氣相應(yīng)降低，而出現(xiàn)乙炔，但乙炔這時(shí)在總烴中所占的比例常不到 2％，這是局部放電區(qū)別于其他放電現(xiàn)象的主要標(biāo)志。帶進(jìn)氣泡、雜物和水分，或因外界氣溫漆瘤等，它們承受的電場(chǎng)強(qiáng)度較 4)金屬部件或?qū)щ婓w之間接觸不良而引起的放電。 2)外界環(huán)境條 件的影響。 放電故障的類型與特征 1．變壓器局部放電故障 在電壓的作用下，絕緣結(jié)構(gòu)內(nèi)部的 氣隙、油膜或?qū)w的邊緣發(fā)生非貫穿性的放電現(xiàn)稱為局部放電。 對(duì)于變壓器的熱穩(wěn)定及動(dòng)穩(wěn)定，在給定的條件下，仍以設(shè)計(jì)計(jì)算值為檢驗(yàn)的依據(jù)，但計(jì)算值與實(shí)際值究竟有無誤差，尚缺少研究與分析，一般情況下是以設(shè)計(jì)值大于變壓器實(shí)際承受能力為準(zhǔn)的。軸向電動(dòng)力使繞組向中間壓縮，這種由電動(dòng)力產(chǎn)生的機(jī)械應(yīng)力，可能影響繞組匝間絕緣，對(duì)繞組的匝間絕緣造成損傷；而輻向電動(dòng)力使繞組向外擴(kuò)張，可能失去穩(wěn)定性，造成相間絕緣損壞。它使內(nèi)、外繞組都受壓力，由于繞組端部磁場(chǎng) 39。漏磁通?？煞纸鉃榭v軸分量 F1 和橫軸分量 F2，縱軸磁場(chǎng) F1 使繞組產(chǎn)生輻向力，而橫軸磁場(chǎng) F2 使繞組受軸向力。對(duì)于輕微的變形，如果不及時(shí)檢修，恢復(fù)墊塊位置，緊固繞組的 壓釘及鐵軛的拉板、拉桿，加強(qiáng)引線的夾緊力，在多次短路沖擊后，由于累積效應(yīng)也會(huì)使變壓器損壞。5—85《電力變壓器 第 5 部分 承受短路的能力》中就是以三相短路電流為依據(jù)的。 變 壓器發(fā)生出口短路時(shí)，短路電流的絕對(duì)值表達(dá)式為 : 1n n nddI mI? (21) 式中 n ——短路類型的角標(biāo) nm ——比例系數(shù)，其值與短路類型有關(guān) 1ndI ——所求短路類型的正序電流絕對(duì)值。據(jù)有關(guān)資料統(tǒng)計(jì)，近年來，一些地區(qū) 110kV 及以上電壓等級(jí)的變 壓器遭受短路故障電流沖擊直接導(dǎo)致?lián)p壞的事故，約占全部事故的50％以上，與前幾年統(tǒng)計(jì)相比呈大幅度上升的趨勢(shì)?；瘜W(xué)檢測(cè)主要是通過變壓器油中特征氣體的含量、產(chǎn)氣速率和三比值法進(jìn)行分析判斷，它對(duì)變壓器的潛伏性故障及故障發(fā)展程度的早期發(fā)現(xiàn)具有有效性。 利用絕緣油中溶解氣體分析，檢測(cè)充油電氣設(shè)備內(nèi)部早期故障，已成為變壓器等充油電氣設(shè)備絕緣監(jiān)督的一種重要手段。 power transformer fault detection are the amount of testing of electrical and chemical detection methods. Chemical detection of the main characteristics of transformer oil by gas content, gas production rate and the three ratio method analysis to determine its potential transformer failures and failures of the early level of development found to have validity. Specific application failure or defects according to different stages of development, using different analytical methods, bined with the actual operational status of equipment and external electrical test data, give full play to the sensitivity of the oil chemical tests, the correct evaluation equipment maintenance status or the development of targeted strategy. The actual application process, more accurate diagnosis for transformer internal fault, chromatographic analysis should be based on equipment history operating conditions, characteristics of gas content analysis model using different equipment operation to determine whether there are normal or latent failures and failure categories. Keywords: Power Transformer Fault； Analysis； Diagnosis； Gas of oil； Chromatography 學(xué)院畢業(yè)論文 III 目 錄 摘要 .................................................................................................................................................I ABSTRACT........................................................................................................................................... II 第一章 緒 論 ....................................................................................................................................... 5 本課題的背景意義 ......................................................................................................................... 5 電力變壓器故障的研究 .................................................................................................................. 5 本文的主要工作 ............................................................................................................................ 5 第二章 變壓器故障 ................................................................................................................................