【正文】 ，改良三比值法是用不同的編碼表示三對(duì)比值。編碼規(guī)則和故障類型判斷方法見表 33 和表 3— 4。 第 13 頁 共 37 頁 表 33 改進(jìn)的三比值法編碼規(guī)則 比值范圍 比值編碼 C2H2 /C2H4 CH4 / H2 C2H4 / C2H6 ＜ 0 1 0 ～ 1 1 0 0 1～ 3 1 2 1 ≥ 3 2 2 2 注： ① 0：過熱 1：高能放電 2：低能放電 (2)三比值法的應(yīng)用原則 : （ a)只有根據(jù)氣體各組分含量的注意值或氣體增長率的注意值有理由判斷設(shè)各可能存在故障時(shí) ,氣體比值才是有效的 ,并應(yīng)予計(jì)算。對(duì)氣體含量正常 ,且無增長趨勢的設(shè)備 ,比值沒有意義。 (b)假如氣體的比值與以前的不同 ,可能有新的故障重疊在老故障中正常老化上 ,為了得到僅僅相應(yīng)于新故障的氣體比值 ,要從最后一次的分析結(jié)果中減去上一次的分析數(shù)據(jù) ,并重新計(jì)算比值 (尤其是在 含 CO和 CO2的 情況下 )。在進(jìn)行比較時(shí)，要注意在相同的負(fù)荷和溫度等情況下和在相同的位置取樣。 (c)由于溶解氣 體本身存在的試驗(yàn)誤差，導(dǎo)致氣體比值也存在某些不確定性。 第 14 頁 共 37 頁 表 34 故障類型判斷方法 編碼組合 故障類型判斷 C2H2 /C2H4 CH4 /H2 C2H4 /C2H6 0 0 1 低溫過熱（低于 150℃） 2 0 低溫過熱（ 150℃～ 300℃） 2 1 中溫過熱（ 300℃～ 700℃） 0， 1， 2 2 高溫過熱（高于 700℃） 1 0 局部放電 1 0， 1 0， 1， 2 低能放電 2 0， 1， 2 過熱兼低能放電 2 0， 1 0， 1， 2 電弧放電 2 0， 1， 2 過熱兼電弧放電 （ 3）對(duì) CO 和 CO2的判斷 當(dāng)故障涉及到固體絕緣時(shí)，會(huì)引起 C0 和 CO2含量的明顯增長。根據(jù)現(xiàn)有的統(tǒng)計(jì)資料，固體絕緣的正常老化過程與故障情況下的劣分分解，表現(xiàn)在油中 CO 和 CO2的含量上，一般沒有嚴(yán)格的界限，規(guī)律也不明顯。這主要是由于從空氣中吸收的 CO固體絕緣老化及油的長期氧化形成 CO 和 CO2的基值過高造成的。開放式變壓器溶解空氣的飽和量為 10%，設(shè)備里可以含有來自空氣中 的 CO2。在密封設(shè)備里，空氣也可能經(jīng)泄 漏而進(jìn)入變壓器油中，這樣，油中的 CO2濃度將以空氣的比率存在。經(jīng)驗(yàn)證明，當(dāng)懷疑變壓 器固體絕緣材料老化時(shí)，一般 CO2∕ CO7。當(dāng)懷疑故障涉及到固體絕緣材料時(shí)（高于 200℃），可能 CO2∕ CO3,必要時(shí)，應(yīng)從最后一次的測試結(jié)果中減去上一次的測試數(shù)據(jù)， 當(dāng)懷疑紙或紙板過度老化時(shí)，應(yīng)適當(dāng)?shù)販y試油中糠醛含量 或在可能的情況下測試紙樣的聚合度。 （ 4）變壓器中氣體增長率注意值 故障通常以低能量的潛伏性故障開始，若不采取相應(yīng)的措施，可能會(huì)發(fā)展成較嚴(yán)重的的高能量故障。因此，必須考慮故障的發(fā)展趨勢，也就是故障點(diǎn)的產(chǎn)氣速率 。產(chǎn)氣速 第 15 頁 共 37 頁 率與故障消耗能量大小、故障部位、故障點(diǎn)的溫度等情況有直接關(guān)系。 產(chǎn)氣速率的表示方式（未考慮氣體損失） A）絕對(duì)產(chǎn)氣速率，即每運(yùn)行日產(chǎn)生某種氣體的平均值，按下式計(jì)算： ?? mtCC iin ???? 1,2, 式中： n? 表示絕對(duì)產(chǎn)氣速率 1,iC 表示第一次取樣測得油中某氣體濃度 2,iC 表示第二次取樣測得油中某氣體濃度 t? 表示二次取樣時(shí)間間隔中的實(shí)際運(yùn)行時(shí)間 m 表示設(shè)備總油量 ?油的密度 變壓器絕對(duì)產(chǎn)氣速率的注意值如表 3— 5所示。 表 3— 5 變壓器絕對(duì)產(chǎn)氣速率注意值 氣體組分 開放式 隔膜式 總烴 6 12 乙炔 氫 5 10 一氧化碳 50 100 二氧化碳 100 200 注：當(dāng)產(chǎn)氣速率達(dá)到注意值時(shí)，應(yīng)縮短檢測周期，進(jìn)行追蹤分析 B）相對(duì)產(chǎn)氣速率，即每運(yùn)行月（或折算到月）某種氣體含量增加原有值的百分?jǐn)?shù)的平均值，按下式計(jì)算： %1 0011, 1,2, ????? tC CC i iir? 式中： r? 表示相對(duì)產(chǎn)氣速率 2,iC 表示第二次取樣測得油中某氣體濃度 第 16 頁 共 37 頁 1,iC 表示第一次取樣測得油中某氣體濃度 t? 表示二次取樣時(shí)間間隔中的實(shí)際運(yùn)行時(shí)間 總烴的相對(duì)產(chǎn)氣速率大于 10%，應(yīng)引起注意。對(duì)總烴起始含量很低的情況，不宜采取此判據(jù)。產(chǎn)氣速率很大程度上依賴于變壓器類型、負(fù)荷情況、故障類型和所用絕緣材料的體積及其老化程度，應(yīng)結(jié)合這些情況進(jìn)行綜合分析。判斷設(shè)備情況時(shí)，還應(yīng)考慮到呼吸系統(tǒng)對(duì)氣體的逸散作用。對(duì)懷疑氣體含量有緩慢增長趨勢的設(shè)備，使用在線監(jiān)測儀隨時(shí)監(jiān)視設(shè)備的氣體增長情況是有益的，以便監(jiān)視故障發(fā)展趨勢。 第 17 頁 共 37 頁 4 變壓器在線監(jiān)測 變壓器在線監(jiān)測技術(shù) 變壓器是電力網(wǎng)中最重要的設(shè)備之一，其常見的故障有局部放電、局部過熱、絕緣老化、鐵心多點(diǎn)接地、調(diào)壓開關(guān)失靈和套管故障、冷卻裝置故障等，盡管電網(wǎng)對(duì)主變壓器配置了許多繼電保護(hù)裝置，但保護(hù)動(dòng)作在變壓器故障后用于切除故障，是避免事故擴(kuò)大的有效措施，不足以可靠地監(jiān)視變壓器運(yùn)行。因此，對(duì)運(yùn)行變壓器存在隱患和故障的預(yù)知、預(yù)測則顯得尤為重要。目前電網(wǎng)中投入使用的變壓器在線監(jiān)測裝置主要有油色譜在線監(jiān)測、局 部 放 電 在線監(jiān)測、鐵心接地電流在線監(jiān)測、套管絕緣在線監(jiān)測等。 變壓器油色譜在線監(jiān)測技術(shù) 變壓器油色譜在線監(jiān)測技術(shù)在國內(nèi)已經(jīng)有許多成功的應(yīng)用經(jīng)驗(yàn) ,技術(shù)方面也相對(duì)較成熟 ,油色譜在線監(jiān)測通過監(jiān)測油中溶解的微量氣體的變化 ,能夠及時(shí)反映變壓器內(nèi)部如過熱、放電等危害變壓器安全運(yùn)行的缺陷。 根據(jù)油氣分離和檢測的原理不同可分為 ： 氣相色譜法、燃料電池法、光聲光譜法等。 根據(jù)監(jiān)測氣體種類的多少可分為 ： 多組分監(jiān)測裝置 (6 種以上氣體成分 )、單組分監(jiān)測裝置 (混和氣體成分 )。氣相色譜法與光聲光譜法的監(jiān)測裝置都屬于多組分監(jiān)測裝置。 氣相色譜法 氣相色譜法監(jiān)測 CH C2H C2H C2H H CO CO等 ,利用惰性氣體作為載氣 (一般為氮?dú)?),在色譜柱實(shí)現(xiàn)氣體成分的分離 ， 檢測器 (如熱導(dǎo)池檢測器 )檢測氣體含量 ,該類型裝置需要消耗載氣 ， 要定期補(bǔ)充 ,另外色譜柱也要定期檢修更換 ， 避免效能下降。 光聲光譜法 光聲光譜法監(jiān)測裝置利用物質(zhì)的光聲效應(yīng) ,氣體光聲效應(yīng)是由氣體分子吸收電磁輻射 (如紅外輻射等 )所致。氣體分子按其特征吸收頻率吸收一定量電磁輻射后導(dǎo)致氣體溫度上升 ,部分能量隨即以釋放熱能方式退激 ,并導(dǎo)致氣體及周圍介質(zhì)產(chǎn)生壓力波動(dòng) ,可采用高靈敏微音傳感器和壓電陶瓷傳聲器檢測到該周期性壓力波 動(dòng)。該類型裝置不需要載氣 ,維護(hù)工作簡單。 第 18 頁 共 37 頁 燃料電池法 燃料電池法油中氣體在線監(jiān)測裝置借滲透膜原理將氣從油中析出 ， 用燃料電池原理檢定氣體 ,燃料就是被檢定的氣體 ， 所以檢定器無須外源。整體結(jié)構(gòu)相對(duì)簡單。以監(jiān)測氫氣和少量其它氣體為主 ， 因?yàn)樽儔浩鲀?nèi)部的所有放電、過熱故障都會(huì)有氫氣產(chǎn)生 ， 該方法需要離線抽取油樣化驗(yàn)進(jìn)行全面的判斷 ， 但成本較低 ， 能夠起到預(yù)警的作用。 變壓器油色譜在線監(jiān)測系統(tǒng)的應(yīng)用實(shí)例 杭州 220kV 天湖變電所 1 號(hào)主變油中總烴含量超過注意值，為了實(shí)時(shí)監(jiān)測數(shù)據(jù)的變化，于 20xx 年 10 月安裝了寧波理工所生 產(chǎn)的 MGA20xx6H 變壓器油色譜在線監(jiān)測系統(tǒng)，可以檢測 H2， CH4， C2H6， C2H4， ， C2H2， CO等 6種氣體。 表 41 220kV 天湖變離線、在線油色譜數(shù)據(jù)記錄（ LL/? ）試驗(yàn)方法 實(shí)驗(yàn)方法 H2 CO CH4 C2H4 C2H2 C2H6 總烴（ C1+C2） 實(shí)驗(yàn)日期 離線 0 20xx1127 在線 0 20xx1127 離線 0 20xx1221 在線 0 20xx1221 表 41 是離線和在線油色譜數(shù)據(jù)的記錄。從油色譜數(shù)據(jù)的對(duì)比來看，在線油色譜數(shù)據(jù)與離線油色譜數(shù)據(jù)的變化趨勢基本一致，但從數(shù)據(jù)的絕對(duì)值來看，二者的差異比較明顯。此外，在線色譜數(shù)據(jù)的連續(xù)性和穩(wěn)定性較好，可以準(zhǔn)確反映變壓器的健 康狀況。 在線監(jiān)測系統(tǒng)除了具有監(jiān)控油色譜數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)變化的功能外，還具有數(shù)據(jù)分析及故障診斷功能，提供了較常用的故障診斷方法來判斷變壓器的故障類型。通過改良三比值法這種故障診斷方法對(duì)天湖變 1 號(hào)主變的油色譜在線監(jiān)測數(shù)據(jù)進(jìn)行分析診斷。這種診斷方法得出主變存在中溫過熱故障（ 300℃ ～ 700℃），為了驗(yàn)證判斷的準(zhǔn)確性，將該日離線油色譜數(shù) 第 19 頁 共 37 頁 據(jù)用改良三比值法計(jì)算， 具體 三比值法的編碼規(guī)則見 第 3 章中 表 33 其中： C2H2/C2H4=0/=0 CH4/H2 =3=2 C2H4/C2H6=3=1 得出的編碼結(jié)果為 0， 2， 1，診斷結(jié)果為中溫過熱故障（ 300℃ ～ 700℃），與在線油色譜數(shù)據(jù)的診斷結(jié)果一致，由此可以看出油色譜在線監(jiān)測故障診斷功能的準(zhǔn)確性是可以保證的。 變壓器局部放電在線監(jiān)測技術(shù) 變壓器局部放電的原因： 由于絕緣材料在制造過程中電介質(zhì)的不均勻性或絕緣體內(nèi)存在一些氣泡和雜質(zhì)，或變壓器在注油、補(bǔ)充油未按照規(guī)范進(jìn)行，或初次投運(yùn)或變壓器大修后油靜置時(shí)間不夠，這些氣泡介電常數(shù)總是小于絕緣材料的介電常數(shù)，在交變電場作用下這些氣泡 中電場強(qiáng)度高于周圍介質(zhì)場強(qiáng)，氣泡就會(huì)首先放電。氣泡的形成還由于導(dǎo)體有絕緣材料熱膨脹系數(shù)不同，而出現(xiàn)氣隙或裂縫，或絕緣材料中高分子有機(jī)材料老化，分解產(chǎn)生氣泡或高電場下介質(zhì)氣化等等均能產(chǎn)生氣泡。絕緣材料中存在的雜質(zhì)其周圍電場分布較集中，也會(huì)出現(xiàn)局部放電，此外導(dǎo)體表面毛刺，則針尖附近的電場集中而產(chǎn)生局部放電。 變壓器局部放電在線監(jiān)測 ,能夠比油色譜監(jiān)測更能及時(shí)準(zhǔn)確地反映變壓器內(nèi)部的放電情況 ,而油色譜監(jiān)測需要等待氣體擴(kuò)散平衡后才能有所反應(yīng)。國內(nèi)陸續(xù)開展了變壓器局部放電監(jiān)測診斷技術(shù)的研究，目前在用的有 :超聲法、超 高頻法、脈沖電流法。 (1)超聲法 :抗干擾能力強(qiáng) ,裝置簡單可靠 ,信號(hào)較弱。近年采用光纖傳感器 (埋在內(nèi)部 )可提高靈敏度。適用于定位及電容量大的試品。 (2)超高頻法 :抗干擾能力強(qiáng) ,受信號(hào)傳播過程的影響大 ,已成功地應(yīng)用于 GIS 和發(fā)電機(jī)的 PD 監(jiān)測 ,在變壓器上使用得相對(duì)較少。 (3)脈沖電流法 :應(yīng)用最廣 ,是 IEC、 GB 推薦的方法。可定量 ,靈敏度高 ,獲得的 PD 信息多 ,但干擾大 ,在線監(jiān)測首先要解決抗干擾問題。 變壓器局部放電的在線監(jiān)測系統(tǒng) 變壓器局部放電在線監(jiān)測系統(tǒng)的檢測原理采用上述的電 聲檢測原理對(duì)局部放電進(jìn) 第 20 頁 共 37 頁 行 檢測和定位。利