变压器油中溶解气体及微水在线监测系统技术方案

大型油浸式电力变压器

油中溶解气体及微水在线监测系统

技术方案

前言：

在现代电力工业的设备运行和维护中，要求在电厂或电站运行的关键变压器特别是发现有异常的变压器上经常进行故障气体，微水含量，局部放电，绕组变形等多种项目的测量。从这些结果中得到的科学信息是电力部门预计并控制安全服务和运行成本的诸多因素。

随着现代科技的快速发展以及微处理器的引入，在线检测仪器的发展速度正在稳步提高。在线检测仪器的功能不断改善而价格在逐步下降，使智能化在线检测仪器的广泛应用成为可能。由于通讯技术的发展使得在线检测的结果能够快速传递到远距的分析和控制中心，在出现故障时不但能及时自动报警并可从多气体比值判断故障性质及类型，采取必要措施，更显示出了他的重要作用。近年来在国外各大电力部门的应用已经证明，在线检测技术对电力设备的充分利用，提高效益，延长使用寿命以及降低运行维护费用方面都有极大的作用。

自1960年以来，世界电力工业广泛使用变压器油中多种故障气体的色谱分析及多比值，TD图等判断方法为电力部门的安全高效运行提供重要依据。但其测量周期较长，脱气误差较大以及耗时较多等问题，尚难满足安全生产和状态检修的要求。因此，变压器油中多种故障气体的在线检测就成为迫切的需要。

由国家质量监督局颁布的最新国家标准“变压器油中溶解气体分析和判断导则”中指出了变压器绝缘油的产气原理是由于绝缘油和固体绝缘材料在电及热作用下的分解。低能量放电故障促使最弱的C-H键断裂，主要重新化合成氢气，乙烯在高于甲烷和乙烷的温度下生成。大量的乙炔是在电弧的弧道中产生。

标准定义了“对判断充油电器设备内部故障有价值的特征气体：即氢气（H

2

），

甲烷（CH

4）,乙烷（C

2

H

6

），乙烯（C

2

H

4

），一氧化碳（CO），二氧化碳（CO

2

）”，并说

明氧气（O

2）和氮气（N

2

），可作为辅助判断指标。因此对包含氧气（O

2

）在内的8

种故障气体进行在线检测才能符合中国国家标准的要求，进一步检测氮气（N

2

）是国际新发展方向。

光声光谱（PAS）技术应用予溶解气体分析，在此基础上研制成功了Transfix? 型在线式油中溶解气体分析仪。Transfix? 使用欧洲先进技术和部件，克服了环境变化，仪器恒温，信号干扰，机械振动等各种难题，成功地实现在线检测变压器油中的8种故障气体及微水。它可以直接安装在变压器现场，连续自动采样，自动检测油中气体及微水。并且主控室终端电脑可以通过有线或无线的方式与其通信，获取油中气体及溶解水的实时数据信息。

Transfix?不仅仅能够检测变压器油中的8种故障气体，而且能够检测变压器油中的微水含量。和传统的变压器色谱分析仪相比，Transfix?不仅仅性能大为提高，而且它还能替换变压器微水测试仪。

到2004年，Transfix?已经广泛的应用在美国、加拿大、墨西哥、丹麦、德国、挪威、奥地利、瑞士、瑞典、英国、韩国、马来西亚、新加坡、澳大利亚等国家的电力系统中。

系统原理

和传统的气相色谱分析仪比较，Transfix?采用了领先的“动态顶空平衡”法进行油气分离；专利光声光谱技术进行气体检测。

1. 油气分离

图1 脱气模块

图1是Transfix?的油气分离模块，即脱气模块。其采用的是“动态顶空平衡”进行脱气。在脱气的过程中，采样瓶内的磁力搅拌子不停的旋转，搅动油样脱气；析出的气体经过检测装置后返回采样瓶的油样中。在这个过程中，光声光谱模块间隔测量气样的浓度，当前后测量的值一致时，认为脱气完毕。该脱气方式满足ASTM 3612标准及IEC相关标准。

1. 气体检测 Transfix?是利用光声光谱技术实现变压器油中故障气体的检测。光声光谱是基于光声效应的一种光谱技术。光声效应是由分子吸收电磁辐射（如红外线等）而造成。气体吸收一定量电磁辐射后其温度也相应升高，但随即以释放热能的方式退激，释放出的热量则使气体及周围介质产生压力波动。若将气体密封于容器内，气体温度升高则产生成比例的压力波。检测压力波的强度可以测量密闭容器内气体的浓度。

一个简单的灯丝光源可提供包括红外谱带在内的宽带辐射光，采用抛物面反射镜聚焦后进入光声光谱测量模块。光线经过以恒定速率转动的调制盘将光源调制为闪烁的交变性号。由一组滤光片实现分光，每一个滤光片允许透过一个窄带光谱，其中心频率分别与预选的各气体特征吸收频率相对应。

图2 光声光谱原理图

如果在预选各气体的特征频率时可以排除各气体的交叉干扰，则通过对安装滤光片的圆盘进行步进控制，就可以依次测量不同的气体。经过调制后的各气体特征频率处的光线以调制频率反复激发样品池中相的气体分子，被激发的气体分子会通过辐射或非辐射两种方式回到基态。对于非辐射驰豫过程，体系的能量最终转化为分子的平动能，引起气体局部加热，从而在气池中产生压力波（声波）。使用微音器可以检测这种压力变化。声光技术就是利用光吸收和声激发之间的对应关系，通过对声音信号的探测从而了解吸收过程。由于光吸收激发的声波的频率由调制频率决定；而其强度则只与可吸收该窄带光谱的特征气体的体积分数有关。因此，建立气体体积分数与声波强度的定量关系，就可以准确计量气池中各气体的体积分数。

由于光声光谱测量的是样品吸收光能的大小，因而反射，散射光等对测量干扰很小；尤其在对弱吸收样品以及低体积分数样品的测量中，尽管吸收很弱，但不需要与入射光强进行比较，因而仍然可以获得很高的灵敏度。

图3 光声光谱模块图

通过观查变压器故障气体的分子红外吸收光谱发现，其中存在不同化合物分子特征谱线交叠重合的现象。通过进一步研究，可寻找到合适的独立特征频谱区域以满足检测各种气体化合物的要求，从而也从根本上消除了检测过程中不同气体间发生干扰的问题。

系统优点

Transfix ?

采用了先进的“动态顶空平衡”法进行脱气以及光声光谱法进行气样检测。因此和传统的变压器油中故障气体检测仪器相比较有以下一些优点：

1. 由光声光谱测量部件特性而知，较传统的气相色谱(GC)分析仪器而言，光声

光谱分析仪所需的校验工作将大为减少；

2. 光声光谱检测技术无需气相色谱分析仪器中所需的消耗品，如载气等；

3. 采用光声光谱技术的仪器内光声室（一般仅2-3mL ）容积较小，意味着仅需

少量样品即可进行测试，且便于迅速清理光声室以满足快速、连续测量的要求。通常光声室的清理时间仅为1-2分钟，而多数实验室气相色谱仪器则需要几十分钟的清理时间。

4. Transfix ?不仅仅能够检测变压器油中8种故障气体，而且还能够检测油中的微水含量。

因此Transfix ?不仅仅能够同时替换传统的色谱分析仪和微水测试仪，而且还能够使操作简单，不易产生污染。 5. 由于系统采用光声光谱技术测量气体含量，因此没有传统的色谱柱以及色谱

柱老化、污染、饱和等缺点。并且系统没有固态半导体传感器，不受CO 或其他气体污染。

6. 系统能够提供历史数据，能够在主机中纵向比较变压器的历史数据，给出变

压器油中气体以及微水的走势图。

7. 系统在运行过程中，不需要频繁校准。

8. 系统的重复性能好，Transfix ?

有相当高的测量一致性。 9. 系统在设计过程中充分考虑变压器现场的恶劣工作环境，因此系统具有较好

的抗振性，较高的防护等级。由于内部具有温度补偿功能，因此其受环境温度影响小，在-40℃ ~ +55℃都能正常的工作。

系统结构：

油样泵入脱气模块，经过脱气得到的气样进入光声光谱模块。光声光谱模块处理后将得到的电信号传送给高精度ADC ，CPU 控制其工作并且得到相应的数字信号随后根据温度补偿模块的信号，对数据进行修正，修正后的数据存放于数据存储模块。

当主机通信时，将数据传送给主机。

规格以及参数

1. 技术指标：温度：环境温度： -40℃ ~ +55℃（-10℃ ~ +55℃启动时）；

仪器进样处油温: -10℃ ~ +110℃；

湿度： 10 ~ 100%RH；

防护等级： IP56；

净重： 81kg；

油压：油样进样处：运行时0~3bar（0~45psi）；

非运行时-1~6bar（-15~87psi）；

外壳： 760×600×350mm（高×宽×深）（参看附件1）；

安装支架：参看附件2

管材规格：参看附件3

2. 测量范围：

3. 校准范围：

氢气（H

） 6~2,000ppm

2

其他 LDL~50,000ppm

4. 相关技术指标：

- 交流电源: 110Vac~240Vac、46-63Hz，单相8A max ；

- 仪器内置存储器可存储至8,000个记录，按每小时一次的采样周期计算可

存储一年的检测数据；

- 数据现场处理及分析；

- 仪器面板配有红色、黄色用户设置报警、注意值指示灯；

- 仪器配有三个继电器输出接点，用户可根据气体含量、微水值、产气速率、变化趋势或气体比值等判别标准设置该接点的工作状态；

- Modem、RS-485、USB及串口通讯方式便于数据下载；

- 校验周期，2年（可由用户自行校验或由英国Kelman公司技术服务部门进

行校验）；

- 采样周期：最小采样周期是1小时一次，用户可以在上位机，根据实际情

况自己设定。

系统框图

对于需要连续监控两台主变的要求，本方案中采用两台Transfix?分别监控两台变压器。位于控制室的主机运行监控软件，在监控软件上可以设置Transfix?的运行状态，获取Transfix?的检测数据并且可以分析这些数据得出变压器油中气体的变化趋势。Transfix?固定在金属架上，放置于变压器旁，检测变压器油中气体。采用交换机和Modem实现主机和两台Transfix?间的通讯连接，利用它们传送主机的命令及Transfix?的检测数据。

油路连接:

图6 油路连接示意图

图6显示了变压器的取油和回油示意图。一般推荐在变压器中部取油，因为从变压器中部可以取得油路主回路的油样，这样的油样具有代表性。回油口一般位于变压器底部。

取油阀组件:

图7 取油阀结构图

图8 取油阀现场安装图片

回油阀组件:

图9 回油阀结构图1

图10 回油阀结构图2

图11 回油阀安装图

Kelman精心设计了取油阀和回油阀部相关组件，这些都保证了Transfix?和变压器联机运行的过程中不会漏油，而且外部的空气不会进入变压器油中。

系统安装图

图12 Transfix?现场安装图

图13 Transfix?管道安装图

应用软件(TransCom?)

随仪器提供的TransCom?专用软件，以最全面和直观的图形和表格显示出与变压器内部状态直接关联的检测结果。由用户设定可分别绘制全部8种或任何选定气体的PPM浓度，注意值%，报警值%随时间的变化曲线。能够明显看出8种气体随时间的变化趋势。所有数据和图表均可长期存储，作为变压器状态跟踪分析及维修计划合理安排的依据。

图14 历史数据

测量气体浓度的变化趋向，对于变压器内部运行情况的了解是非常重要的。TransCom?的重要优点就是能精确测定不同时刻的气体浓度变化，而只有观察到这些变化，才能确切地知道变压器内部正在发生的情况，从而确定是否需要进一步分析或对变压器进行检查。通过数据的图表化分析可以给出一种“视觉”和直观判断而

快速地了解到变压器内部的问题。

图15 故障气体及微水趋势图

变压器故障气体的图形显示采用了一种半对数表的形式。纵坐标采用了对数标度，而横坐标则以线形方式代表时间。

观察变压器中任何时刻所有的可燃气体（TDCG）也是有帮助的。Transfix?仪器中TCG确定为下面气体浓度的总量——将每种气体按照100%真实测量浓度的分量相加。氢气，二氧化碳，乙炔，乙烯，乙烷，甲烷。

从检测器下载的8种气体浓度值除可以曲线形式表示外，还可以表格形式列出。用户可以自由选择需要下载列表数据的时间段及表格形式。当某次测量过程中有非正常情况出现时，微处理器将记录下来，并立即在屏幕上给出提示。在用户继续点击后，屏幕显示各种说明及应采取的应变措施。

报警菜单选项用以设置每种气体的注意值及报警值。对于8种油中气体中的每一种均显示为PPM浓度值，“注意值百分比”就是这样一种图表。通过这种方法可以快速知道变压器中故障气体浓度水平。每种气体都有各自的浓度注意值。可以在

TransCom?软件中设定这些值。这个图表是每种气体与其各自详细的注意值浓度进行比较绘制成的（详细信息请参考“TransCom?软件使用手册”）。

意义

变压器是电力系统的重要设备，其状态好坏直接影响电网的安全运行。因此，对电力变压器进行在线监测，及时掌握设备的状态，一直是电力工作者的梦想和追求。变压器的状态检测主要是检测变压器油中气体的种类和含量。通过故障气体的种类和含量，分析变压器内部故障以及发展趋势，生产主管部门立即组织人员进行综合分析，诊断设备的状态，减少损失，避免恶性事故的发生，将传统的定期维护转为状态维护，从而提高电网的安全经济运行，改善对用户的服务质量。

Transfix?不仅仅能够检测变压器油中故障气体的种类和含量，而且能够检测变压器内部微水的含量。这对于变压器运营方是非常有意义的，因为节省了微水仪的同时也使得检测微水变得更加简单，安全。

变压器油中溶解气体在线监测概要

变压器油中溶解气体在线监测方法研究

摘要 (3) 1. 导言 (4) 2. 国内外发展现状及发展趋势 (6) 3. 变压器油中溶解气体在线监测方法的基本原理 (9) 3.1.变压器常见故障类型 (9) 3.2.变压器内部故障类型与油中溶解特征气体含量的关系 (10) 4. 基于油中特征气体组分的故障诊断方法 (14) 4.1.特征气体法 (14) 4.2.三比值法 (15) 4.3.与三比值法配合使用的其它方法 (17)

摘要 电力变压器是电力系统中最主要的设备，同时也是电力系统中发生事故最多的设备之一，对其运行状况实时监测，保证其安全可靠运行，具有十分重要的意义。变压器油中溶解气体的组分和含量在一定程度上反映出变压器绝缘老化或故障的程度，可以作为反映设备异常的特征量。如何以变压器油中溶解气体在线监测为手段，实现对运行变压器潜伏性故障的诊断和预测，是本文的出发点。 本文的目标是研究基于油中溶解气体分析（DGA）的电力变压器状态监测与故障分析方法，通过气体色谱分析方法实现对变压器油中溶解的七种特征气体（氢气H2、甲烷CH4、乙炔C2H2、乙烯C2H4、乙烷C2H6、一氧化碳CO、二氧化碳CO2)组分含量在线实时监测，从而达到对电力变压器工作状态的诊断分析。

1.导言 现代社会对能源的巨大需求促进了电力工业的飞速发展。一方面是单台电力的容量越来越大；另一方面是电力网向着超高压的方向发展，并正组织成庞大的区域性甚至跨区域的大电网。然而，随着电力设备容量的增大和电力网规模的扩大，电力设备故障给人们的生产和现代生活所带来的影响也就越来越大。这就要求供电部门在不断提高供电质量的同时，要切实采取措施来保证电力设备的正常运行，以此来提高供电的可靠性。长期以来形成的定期检修已不能满足供电企业生产目标。激烈的市场竞争迫使电力企业面临着多种棘手的问题，例如如何提高设备运行可靠性、如何有效控制检修成本、合理延长设备使用寿命等。因此，状态检修已成为必然。而状态检修的实现，必须建立在对主要电气设备有效地进行在线监测的基础上，通过实时监测高压设备的实际运行情况，提高电气设备的诊断水平，做到有针对性的检修维护，才能达到早期预报故障、避免恶性事故发生的目的。由此可见，以变压器状态监测为手段，随时对其潜伏性故障进行诊断和预测以及跟踪发展趋势是十分必要的。 对于大型电力变压器，目前几乎大多是用油来绝缘和散热，变压器油与油中的固体有机绝缘材料在运行电压下因电、热、氧化和局部电弧等多种因素作用会逐渐变质，裂解成低分子气体；变压器内部存在的潜伏性过热或放电故障又会加快产气的速率。随着故障的缓慢发展，裂解出来的气体形成气泡在油中经过对流、扩散作用，就会不断地溶解在油中。同一类性质的故障，其产生的气体量随故障的严重程度而异。由此可见，油中溶解气体的组分和含量在一定程度上反映出变压器绝缘老化或故障的程度，可以作为反映电气设备电气异常的特征量。 溶解气体分析(Dissolved Gas Analysis简称DGA)是诊断变压器内部故障的最主要技术手段之一。根据GB/T7252-2001《变压器油中溶解气体分析和判断导则》，可以通过分析油中7种分析组分H2、C2H2、C2H4、C2H6、CH4、CO和CO2的含量来判断并分析故障。通过从油样中分离出这些溶解气体，并利用色谱技术对其进行定量分析。变压器油中溶解的各种气体成分的相对数量和形成速度主要取决于故障点能量的释放形式及故障的严重程度，所以根据色谱分析结果可以进

变压器油中溶解气体的成分和含量

变压器油中溶解气体的成分和含量 与充油电力设备绝缘故障诊断的关系 摘要：介绍了通过分析变压器油中溶解气体的成分和含量以判断充油电力设备故障的机理和方法。 关键词：变压器；变压器油；气相色谱法；比值法 1 前言 气相色谱法一直是国内外许多电力设备制造厂作为检验质量、开发新产品的有力工具。实践证明，用气相色谱法能有效地发现充油电力设备内部的潜伏性故障及其发展程度，而利用其他电气试验方法很难发现某些局部发热和局部放电等缺陷。故在1999年颁布执行的电力设备预防性试验规程中，把油中气体色谱分析放在“电力变压器及电抗器”试验的首位。某些变压器厂家在其产品中还装设了DGA(dissolved gas analysis，即溶解气体分析)自动检测报警系统。 2 故障分析的机理 充油的电力设备(如变压器、电抗器、电流互感器、充油套管和充油电缆等)的绝缘主要是由矿物绝缘油和浸在油中的有机绝缘材料(如电缆纸、绝缘纸板等)所组成。其中 矿物绝缘油即变压器油，是石油的一种分镏产物，其主要成分是烷烃(C n H 2n+2 )、环烷族饱 和烃(C n H 2n )、芳香族不饱和烃(C n H 2n-2 )等化合物。有机绝缘材料主要是由纤维素(C 6 H 10 O 5 ) n 构成。在正常运行状态下，由于油和固体绝缘会逐渐老化、变质，会分解出极少量的气 体(主要有氢H 2、甲烷CH 4 、乙烷C 2 H 6 、乙烯C 2 H 4 、乙炔C 2 H 2 、一氧化碳CO、二氧化碳CO 2 等7种)。当电力设备内部发生过热性故障、放电性故障或受潮情况时，这些气体的产

量会迅速增加。表1列出气体的种类与外施能量的关系。 这些气体大部分溶解在绝缘油中，少部分上升在绝缘油的面上，例如变压器有一部分气体从油中逸出进入气体继电器(瓦斯继电器)。经验证明，油中气体的各种成分含量的多少和故障的性质及程度直接有关。因此在设备运行过程中，定期测量溶解于油中的气体组织成分和含量，对于及早发现充油电力设备内部存在的潜伏性故障有非常重要的意义。 表1 气体种类与外施能量的关系 气体CO CO2H2CH4C2H6C2H4C2H2 能量/J 3特征气体色谱的分析和判断 判断有无故障的两种方法 与油中溶解气体的正常值作比较判定有无故障 若氢和烃类气体不超过表2所列的含量，则认为电力设备运行正常。 表2 油中溶解气体的正常值 气体成分H2CH4C2H6C2H4C2H2总烃(C1+C2) 正常极限值/μ1004535555100 根据总烃产气速率判定有无故障 当总烃含量超过正常值时，应考虑采用产气速率判断有无故障。绝对产气速率V：

变压器油的检测项目和试验意义

变压器油的检测项目及试验意义 1、外观：检查运行油的外观，可以发现油中不溶性油泥、纤维和脏物存在。在常规试验中，应有此项目的记载。 2、颜色：新变压器油一般是无色或淡黄色，运行中颜色会逐渐加深，但正常情况下这种变化趋势比较缓慢。若油品颜色急剧加深，则应调查是否设备有过负荷现象或过热情况出现。如其他有关特性试验项目均符合要求，可以继续运行，但应加强监视。 3、水分：水分是影响变压器设备绝缘老化的重要原因之一。变压器油和绝缘材料中含水量增加，直接导致绝缘性能下降并会促使油老化，影响设备运行的可靠性和使用寿命。对水分进行严格的监督，是保证设备安全运行必不可少的一个试验项目。 4、酸值：油中所含酸性产物会使油的导电性增高，降低油的绝缘性能，在运行温度较高时（如80℃以上）还会促使固体纤维质绝缘材料老化和造成腐蚀，缩短设备使用寿命。由于油中酸值可反映出油质的老化情况，所以加强酸值的监督，对于采取正确的维护措施是很重要的。

5、氧化安定性：变压器油的氧化安定性试验是评价其使用寿命的一种重要手段。由于国产油氧化安定性较好，且又添加了抗氧化剂，所以通常只对新油进行此项目试验，但对于进口油，特别是不含抗氧化剂的油，除对新油进行试验外，在运行若干年后也应进行此项试验，以便采取适当的维护措施，延长使用寿命。 6、击穿电压：变压器油的击穿电压是检验变压器油耐受极限电应力情况，是一项非常重要的监督手段，通常情况下，它主要取决于被污染的程度，如当油中水分较高或含有杂质颗粒时，对击穿电压影响较大。 7、介质损耗因数：介质损耗因数对判断变压器油的老化与污染程度是很敏感的。新油中所含极性杂质少，所以介质损耗因数也甚微小，一般仅有0.01％～0.1％数量级；但由于氧化或过热而引起油质老化时，或混入其他杂质时，所生成的极性杂质和带电胶体物质逐渐增多，介质损耗因数也就会随之增加，在油的老化产物甚微，用化学方法尚不能察觉时，介质损耗因数就已能明显的分辨出来。因此介质损耗因数的测定是变压器油检验监督的常用手段，具有特殊的意义。 8、界面张力：油水之间界面张力的测定是检查油中含有因老化而产生的可溶性极性杂质的一种间接有效的方法。油在

变压器油中气体分析

变压器油中气体分析 通过培训掌握绝缘油中气体含量分析，气相色谱技术是近年来兴起的一项新技术，能够对运行中的变压器进行实时监测，通过采集变压器箱体内的少量油样，分析油中气体的组分及其含量，就可以判断变压器是否存在故障、故障的性质以及故障的大致部位。 油浸式变压器一旦出现故障，将造成影响现场生产，甚至造成机组停机，损失巨大。及时了解油浸变压器内部运行情况并发现故障苗头，对保证变压器安全、可靠、优质运行有十分重要的意义。 一、气相色谱法的原理和意义 色谱法它是一种物理分离技术。它的分离原理是使混合物中各组分在两相间进行分配，其中一相是不动的，叫做固定相，另一相则是推动混合物流过此固定相的流体，叫做流动相。当流动相中所含的混合物经过固定相时，就会与固定相发生相互作用。由于各组分在性质与结构上的不同，相互作用的大小强弱也有差异。因此在同一推动力作用下，不同组分在固定相中的滞留时间有长有短，从而按先后秩序从固定相中流出，这种借在两相分配原理而使混合物中各组分获得分离的技术，称为色谱法。当用液体作为流动相时，称为液相色谱，当用气体作为流动相时，称为气相色谱。 气相色谱法的一般流程主要包括三部分：载气系统、色谱柱和检测器。 当载气携带着不同物质的混合样品通过色谱柱时，气相中的物质一部分就要溶解或吸附到固定相内，随着固定相中物质分子的增加，从固定相挥发到气相中的试样物质分子也逐渐增加，也就是说，试样中各物质分子在两相中进行分

配，最后达到平衡。这种物质在两相之间发生的溶解和挥发的过程，称分配过程。分配达到平衡时，物质在两相中的浓度比称分配系数，也叫平衡常数，以Ｋ表示，Ｋ＝物质在固定相中的浓度／物质在流动相中的浓度，在恒定的温度下，分配系数Ｋ是个常数。 由此可见，气相色谱的分离原理是利用不同物质在两相间具有不同的分配系数，当两相作相对运动时，试样的各组分就在两相中经反复多次地分配，使得原来分配系数只有微小差别的各组分产生很大的分离效果，从而将各组分分离开来。然后再进入检测器对各组分进行鉴定。 不同的故障会产生不同的主要特征气体和次要特征气体，这些故障气体的组成和含量与故障类型及严重程度有密切关系。分析溶解于油中的气体，就能尽早发现设备内部存在的潜伏性故障，并可随时监视故障的发展状况。因此，国家规程对于变压器油中各种气体的含量有着明确而严格的要求。特别是对于乙炔，它是反映故障放电的主要指标，一旦出现，就可能是变压器内部严重故障的反应。因此对于变压器油中乙炔的含量应严格要求和追踪。对于出现含乙炔的变压器油的变压器，应严格按规定进行追踪分析判断，并结合电气试验，对变压器内部运行做出正确的分析判断。当变压器油中的油气组分超标时，我们可以认为其设备内部就可能存在故障。气相色谱技术的运用充分解决了这一难题。变压器油气的色谱分析及色谱追踪试验，能够真实有效的反映设备的运行情况，对于尽早发现设备内部过热或放电性故障，及早预防保证设备的正常运行，有着重要的作用。 二、绝缘油气体在线装置工作原理 变压器在发生故障前，在电、热效应的作用下，其内部会析出以H2为主的

变压器油中气体及微水在线监测装置

T R A N S C O N N E C T User Guide 40-0099-04

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TRANSCONNECT Users Guide PN: 40-0099-04 Date: June 2, 2008 Kelman Ltd. Lissue Industrial Estate East Lissue Road Lisburn BT28 2RB United Kingdom Tel: +44 (0) 28 92 622 915 Fax: +44 (0) 28 92 622 202 E–mail: mail@https://www.sodocs.net/doc/559836851.html, 2008 All rights Reserved KELMAN Ltd. Subject to change without notice

TRANSCONNECT Users Guide PN: 40-0099-04 Contents Introduction (5) Software Installation (5) USB Driver Installation (5) Getting Started Guide (7) 1. Preparations (7) 2. Set up a new site (8) 3. Set up Communication (9) 4. Main Window (15) 5. Measurements (16) 6. Scheduling (17) 7. Alarms (18) 8. Inputs (20) 9. Settings (21) 10. Communications (22) 11. Networking (23) 12. Security (23)

变压器油的检测项目及试验意义

的检测项目及试验意义 1、外观：检查运行油的外观，可以发现油中不溶性油泥、纤维和脏物存在。在常规试验中，应有此项目的记载。 2、颜色：新变压器油一般是无色或淡黄色，运行中颜色会逐渐加深，但正常情况下这种变化趋势比较缓慢。若油品颜色急剧加深，则应调查是否设备有现象或过热情况出现。如其他有关特性试验项目均符合要求，可以继续运行，但应加强监视。 3、水分：水分是影响变压器设备绝缘老化的重要原因之一。变压器油和中含水量增加，直接导致绝缘性能下降并会促使油老化，影响设备运行的可靠性和使用寿命。对水分进行严格的监督，是保证设备安全运行必不可少的一个试验项目。 4、酸值：油中所含酸性产物会使油的增高，降低油的绝缘性能，在运行温度较高时（如80℃以上）还会促使固体纤维质绝缘材料老化和造成腐蚀，缩短设备使用寿命。由于油中酸值可反映出油质的老化情况，所以加强酸值的监督，对于采取正确的维护措施是很重要的。 5、：变压器油的氧化安定性试验是评价其使用寿命的一种重要手段。由于国产油氧化安定性较好，且又添加了抗氧化剂，所以通常只对新油进行此项目试验，但对于进口油，特别是不含抗氧化剂的油，

除对新油进行试验外，在运行若干年后也应进行此项试验，以便采取适当的维护措施，延长使用寿命。 6、击穿电压：变压器油的击穿电压是检验变压器油耐受极限电应力情况，是一项非常重要的监督手段，通常情况下，它主要取决于被污染的程度，如当油中水分较高或含有杂质颗粒时，对击穿电压影响较大。 7、：介质损耗因数对判断变压器油的老化与污染程度是很敏感的。新油中所含极性杂质少，所以介质损耗因数也甚微小，一般仅有％～％；但由于氧化或过热而引起油质老化时，或混入其他杂质时，所生成的极性杂质和带电胶体物质逐渐增多，介质损耗因数也就会随之增加，在油的老化产物甚微，用化学方法尚不能察觉时，介质损耗因数就已能明显的分辨出来。因此介质损耗因数的测定是变压器油检验监督的常用手段，具有特殊的意义。 8、界面张力：油水之间界面张力的测定是检查油中含有因老化而产生的可溶性极性杂质的一种间接有效的方法。油在初期老化阶段，界面张力的变化是相当迅速的，到老化中期，其变化速度也就降低。而油泥生成则明显增加，因此，此方法也可对生成油泥的趋势做出可靠的判断。

应用油中溶解气体分析法判断变压器故障

编号：AQ-JS-03420 ( 安全技术) 单位：_____________________ 审批：_____________________ 日期：_____________________ WORD文档/ A4打印/ 可编辑 应用油中溶解气体分析法判断 变压器故障 Application of dissolved gas analysis in oil to judge transformer fault

应用油中溶解气体分析法判断变压 器故障 使用备注：技术安全主要是通过对技术和安全本质性的再认识以提高对技术和安全的理解，进而形成更加科学的技术安全观，并在新技术安全观指引下改进安全技术和安全措施，最终达到提高安全性的目的。 1根据油中溶解气体进行变压器故障诊断 变压器油是由具有不同键能的化学键键合在一起的碳氢化合物分子组成的。它作为良好的介质材料在变压器中起绝缘、散热、灭弧等作用，并有其特殊的性能。 在正常运行条件下，变压器油和固体绝缘材料由于受到电场、热、水分、氧的作用，随时间而发生速度缓慢的老化现象，产生少量的氢、低分子烃类气体和碳的氧化物等。 当变压器在故障状态下运行时，故障点周围的变压器油温度升高，其化学键断裂，形成多种特征气体。因不同键能的化学键在高温下有不同的稳定性，根据热力动力学原理，油裂解时生成的任何一种气体，其产气速率都随温度而变化，在一特定温度下达到最大

值。随着温度的上升，最大值出现的顺序是：甲烷(CH4)、乙烷(C2H6)、乙烯(C2H4)、乙炔(C2H2)。在温度高于1000℃时，还有可能形成碳的固体颗粒及碳氢聚合物。故障下产生的气体通过运动、扩散、溶解和交换，将热解气体分子传递到变压器油的各部分。 油中溶解气体分析法就是根据故障下产气的累计性、故障下的产气速率和故障下产气的特性来检测与诊断变压器等充油电气设备内部的潜伏性故障的。 2采用色谱法分析变压器故障的注意事项 (1)发现特征气体组分含量增长时，应缩短跟踪分析周期，并结合历史数据、产气速率、负荷情况、电气试验、新投运设备出厂前的状况、检修工艺流程等，确定故障是由于电路还是磁路或是其它原因，如辅助设备、设备材料、检修工艺等引起的，以缩小检修时的故障查找范围。 (2)由于取样阀中某些特殊的材料(如含镍不锈钢合金等)的催化作用，生成大量的氢气聚集在取样阀周围；取样阀在进行焊接后，大量在高温下产生的特征气体同样会聚集在取样阀的周围，此时取

变压器油中溶解气体分析与诊断

变压器油中溶解气体分析与诊断 摘要 变压器在线监测及故障诊断技术，对提高电力系统的安全稳定性具有十分重要的意义。其中基于油中溶解气体分析的在线监测技术是变压器在线监测中最普遍，也是最重要的技术。目前己投入使用的油中溶解气体在线监测系统普遍存在一些不足，如检测气体种类少、准确度及精确度不高、体积大、成本高等。 本文对变压器油色谱在线监测及故障诊断系统进行了研究，分析了其它色谱在线监测方法的种种不足，对其进行了改进，设计了一套变压器油在线监测系统，能够及时、准确地监测变压器油中溶解的各种特征气体，实时地反映设备的运行状态，并对故障诊断算法进行了仿真。在获得真实可靠的监测数据的基础上，建立了一个诊断模型，并对该模型进行了仿真，仿真结果表明三比值法、四比值法等故障诊断方法有一定的优越性，能够比较准确地定性和定量地对故障做出判断，为电力运营部门提供有用的决策依据。 分析了变压器油中溶解气体的发展变化规律，研究了变压器油中溶解气体和故障类型之间的关系。对常用的三比值模型进行深入研究，总结了各种模型的特点和适用范围。论述了用三比值进行变压器油中溶解气体分析，诊断和预测变压器故障的有效性和可行性。 关键词：变压器油中溶解气体在线监测故障诊断

目录 第一章绪论 (4) 1.1变压器 (4) 1.1.1变压器的分类 (4) 1.1.2电力变压器的选型原则 (6) 1.1.3变压器的作用及其意义 (13) 1.2变压器油 (14) 1.2.1变压器油简介 (14) 1.2.2变压器油国内外发展现状 (15) 第二章.变压器油中溶解气体分析与诊断 (17) 2.1.利用CO、CO2浓度及CO2/CO比值诊断固体绝缘老化 (17) 2.2.利用mL(CO2+CO)/g(纸)诊断变压器绝缘寿命 (19) 2.3利用油中糠醛分析诊断变压器绝缘老化 (20) 2.3.1概述 (20) 2.3.2.油中糠醛含量测试方法 (21) 2.3.4利用油中糠醛诊断变压器绝缘寿命 (23) 2.4固体绝缘老化的综合诊断 (29) 3 变压器油的运行维护 (30) 3.1变压器油的选择 (30) 3.1.1变压器油的质量标准 (30) 3.1.2变压器油在低温下的特性 (31) 3.2 混油、补油和换油 (33) 3.2.1 混油和补油 (33) 3.2.2换油 (34) 3.3 运行变压器油的防劣措施 (36) 3.3.1 隔膜密封装置 (36) 3.3.2 净油器 (37) 3.4 变压器油的金属减活（钝化）剂 (42)

变压器油中溶解气体在线监测装置(色谱法,7种气体和微水)

GDDJ-DGA变压器油色谱在线监测装置 一、规定用途 GDDJ-DGA 变压器油色谱在线监测装置是用于电力变压器油中溶 解气体的在线分析与故障诊断，适用于各种电压等级的电力充油变压器、电弧炉变压器、电抗器以及互感器等油浸式高压设备。 二、安全规程 从事本设备的安装，投入运行，操作，维护和修理的所有人员 ◆必须有相应的专业资格。 ◆必须严格遵守各项使用说明。 ◆不要在数据处理服务器上玩电子游戏、浏览网页。 ◆不要在数据处理服务器上任意安装软件，避免不必要的冲突。 违章操作或错误使用可能导致： ◆降低设备的使用寿命和监测精度。 ◆损坏本设备和用户的其他设备。 ◆造成严重的或致命的伤害。 三、GDDJ-DGA 变压器油色谱在线监测装置简介 GDDJ-DGA 变压器油色谱在线监测装置可实现自动定量循环清洗、进油、油气分离、样品分析，数据处理，实时报警；快速地在线监测变压器等油浸式电力高压设备的油中溶解故障气体的含量及其增长率，并通过故障诊断专家系统早期预报设备故障隐患信息，避免设备事故，减少重大损失，提高设备运行的可靠性。该系统作为油色谱在线监测领域的新一代

产品，将为电力变压器实现在线远程DGA 分析提供稳定可靠的解决方案，是电力系统状态检修制度实施的有力保障。 GDDJ-DGA 系统是结合了本公司在电力色谱自动全脱气装置运行 中近二十年的成功经验，并总结国内外油色谱在线监测的优缺点，倾心打造而成。该系统保持了我公司产品向来所具有的稳定性、可靠性、准确性等方面的优势： ?在线检测H2、CO、CO2、CH4、C2H4、C2H2、C2H6、H20(可选)的浓度及增长率； ?定量清洗循环取样方式，真实地反应变压器油中溶解气体状态； ?油气分离安全可靠，不污染，排放和不排放变压器油可由用户自己选择； ?采用专用复合色谱柱，提高气体组分的分离度； ?采用进口特制的检测器，提高烃类气体的检测灵敏度； ?高稳定性、高精度气体检测技术，误差范围为± 10%； ?成熟可靠的通信方式，采用标准网络协议，支持远程数据传输； ?数据采集可靠性高，采用过采样技术Δ－∑模数转换器，24位分辨率，自动校准； ?多样的数据显示及查询方式，提供报表和趋势图，历史数据存储寿命为10年； ?环境适应能力强，成功应用于高寒、高温、高湿度、高海拔地区； ?抗干扰性能高，电磁兼容性能满足GB/T17626 与IEC61000 标准；

变压器油的试验方法及运行要求分析

变压器油的试验方法及运行要求分析 摘要：本文主要对变压器油的试验方法、质量判断、取样检验 以及运行要求进行了简单阐述，以期对业内人士提供参考。 关键词：变压器油；试验方法；质量判断；取样检验；运行要求abstract: in this paper, the test method of transformer oil quality judgment, sampling inspection and operation requirements are discussed, in order to provide the reference for the industry. key words: transformer oil; test method; quality evaluation; sampling inspection; operational requirements 中图分类号：u224 前言变压器的绝缘介质，使各绕组之间以及绕组与接地的铁芯和箱壳之间有良好的绝缘；另一方面它又是散热的媒介，将铁芯和绕组运行中散发出来的热量传递给冷却装置。由于它的绝缘作用，根据变压器电压等级的不同，绝缘油必须具有一定电气绝缘强度，并要求始终处于允许状态，但由于变压器油在运行中有可能与空气接触；安装在户外的变压器，在保护不良的情况下，很有可能渗入雨水；变压器在较高的温度下运行，上层油温可能会高达95℃左右等，这些情况都会使变压器的油质变劣，电气绝缘强度降低，对新安装与大修后的变压器，除处理好变压器的散热、防潮及防劣化三个问题外，还应定期地取油样试验，以了解油质在运行中的状态，如发现问题应及时解决。

变压器油中气体分析

变压器 TRANSFORMER 2000 变压器油中溶解气体的成分和含量 与充油电力设备绝缘故障诊断的关系 张利刚 摘要：介绍了通过分析变压器油中溶解气体的成分和含量以判断充油电力设备故障的机理和方法。 关键词：变压器；变压器油；气相色谱法；比值法 中图分类号：TM411；TM406 文献标识码：B 文章编号：1001-8425(2000)03-0039-04 Relation between the Composition & Contents of Dissolved Gases in Transformer Oil and Insulation Fault Diagnosis of Oil-Filled Power Equipment ZHANG Li-gang Abstract:The mechanism and method of estimating the oil-filled power equipment fault through analyzing the composition & contents of dissolved gases in transformer oil are introduced.

Key words:Transformer; Transformer oil; Gas Chromatography; Ratio method 1 前言 气相色谱法一直是国内外许多电力设备制造厂作为检验质量、开发新产品的有力工具。实践证明，用气相色谱法能有效地发现充油电力设备内部的潜伏性故障及其发展程度，而利用其他电气试验方法很难发现某些局部发热和局部放电等缺陷。故在1999年颁布执行的电力设备预防性试验规程中，把油中气体色谱分析放在“电力变压器及电抗器”试验的首位。某些变压器厂家在其产品中还装设了DGA(dissolved gas analysis，即溶解气体分析)自动检测报警系统。 2 故障分析的机理 充油的电力设备(如变压器、电抗器、电流互感器、充油套管和充油电缆等)的绝缘主要是由矿物绝缘油和浸在油中的有机绝缘材料(如电缆纸、绝缘纸板等)所组成。其中矿物绝缘油即变压器油，是石油的一种分 镏产物，其主要成分是烷烃(C n H 2n+2 )、环烷族饱和烃(C n H 2n )、芳香族不饱 和烃(C n H 2n-2 )等化合物。有机绝缘材料主要是由纤维素(C 6 H 10 O 5 ) n 构成。在 正常运行状态下，由于油和固体绝缘会逐渐老化、变质，会分解出极少 量的气体(主要有氢H 2、甲烷CH 4 、乙烷C 2 H 6 、乙烯C 2 H 4 、乙炔C 2 H 2 、一氧 化碳CO、二氧化碳CO 2 等7种)。当电力设备内部发生过热性故障、放电性故障或受潮情况时，这些气体的产量会迅速增加。表1列出气体的种类与外施能量的关系。 这些气体大部分溶解在绝缘油中，少部分上升在绝缘油的面上，例如变压器有一部分气体从油中逸出进入气体继电器(瓦斯继电器)。经验

变压器绝缘油中微水监测探讨(一)

变压器绝缘油中微水监测探讨(一) 摘要阐述了变压器油中微水的状态及危害,论述了变压器绝缘油中微水的测试方法,以期为变压器绝缘油中微水监测提供参考。 关键词变压器;绝缘油;微水监测 目前电力变压器不仅属于电力系统最重要的和最昂贵的设备之列,而且也是导致电力系统事故最多的设备之一。变压器在发生突发性故障之前,绝缘的劣化及潜伏性故障在运行电压的作用下将产生光、电、声、热、化学变化等一系列效应及信息。因此,国内外不仅要定期做以预防性试验为基础的预防性维护,而且相继都在研究以在线监测为基础的预知性维护策略,以便实时或定时在线监测与诊断潜伏性故障或缺陷1-4]。变压器绝缘油中微水的含量也是确定变压器绝缘质量的参数。变压器在线智能诊断设备能够自动采集、分析油中微水的含量并得出故障原因,提供解决方案,使用户及时解决变压器中存在的隐患,防止事故发生。1变压器油中微水的状态及危害 变压器在运输、贮存、使用过程中都可能由外界进入或油自身氧化产生水,产生的水分会以下列状态存在:一是游离水。多为外界入侵的水分,如不搅动不易与水结合。不影响油的击穿电压,但也不允许,表明油中可能有溶解水,立即处理。二是极度细微的颗粒溶于水。通常由空气中进入油中,急剧降低油的击穿电压。介质损耗加大,真空滤油。三是乳化水。油品精炼不良,或长期运行造成油质老化,或油被乳化物污染,都会降低油水之间的界面张力,如油水混合在一起,便形成乳化状态。加破乳化剂。

其危害:一是降低油品的击穿电压。100～200mg/kg击穿电压大幅度降至1.0kV,油中纤维杂质极易吸收水分,在电场作用下,在电极间形成导电的“小桥”,因而容易击穿。二是使介质损耗因数升高。悬浮的乳化水影响最大,不均匀。三是促使绝缘纤维老化,绝缘纤维的分子是葡萄糖(C6H12O6)分子,水分进入纤维分子后降低其引力,促使其水解成低分子的物质,降低纤维机械强度和聚合度。实验证明,120℃,绝缘纤维中的水分每增加1倍,纤维的机械强度下降1/2,当温度升高,油中的水增加,纤维的水降低,温度降低,则相反。因此,应监视油中的微水,进而监视绝缘纤维的老化。四是水分助长了有机酸的腐蚀能力,加速了对金属部件的腐蚀。综上所述,油中含水量愈多,油质本身的老化、设备绝缘老化及金属部件的腐蚀速度愈快,监测油中水分的含量,尤其是溶解水的含量十分必要。

应用油中溶解气体分析法判断变压器故障参考文本

应用油中溶解气体分析法判断变压器故障参考文本 In The Actual Work Production Management, In Order To Ensure The Smooth Progress Of The Process, And Consider The Relationship Between Each Link, The Specific Requirements Of Each Link To Achieve Risk Control And Planning 某某管理中心 XX年XX月

应用油中溶解气体分析法判断变压器故 障参考文本 使用指引：此安全管理资料应用在实际工作生产管理中为了保障过程顺利推进，同时考虑各个环节之间的关系，每个环节实现的具体要求而进行的风险控制与规划，并将危害降低到最小，文档经过下载可进行自定义修改，请根据实际需求进行调整与使用。 1 根据油中溶解气体进行变压器故障诊断 变压器油是由具有不同键能的化学键键合在一起的碳 氢化合物分子组成的。它作为良好的介质材料在变压器中 起绝缘、散热、灭弧等作用，并有其特殊的性能。 在正常运行条件下，变压器油和固体绝缘材料由于受 到电场、热、水分、氧的作用，随时间而发生速度缓慢的 老化现象，产生少量的氢、低分子烃类气体和碳的氧化物 等。 当变压器在故障状态下运行时，故障点周围的变压器 油温度升高，其化学键断裂，形成多种特征气体。因不同 键能的化学键在高温下有不同的稳定性，根据热力动力学

原理，油裂解时生成的任何一种气体，其产气速率都随温度而变化，在一特定温度下达到最大值。随着温度的上升，最大值出现的顺序是：甲烷(CH4)、乙烷(C2H6)、乙烯(C2H4)、乙炔(C2H2)。在温度高于1 000℃时，还有可能形成碳的固体颗粒及碳氢聚合物。故障下产生的气体通过运动、扩散、溶解和交换，将热解气体分子传递到变压器油的各部分。 油中溶解气体分析法就是根据故障下产气的累计性、故障下的产气速率和故障下产气的特性来检测与诊断变压器等充油电气设备内部的潜伏性故障的。 2 采用色谱法分析变压器故障的注意事项 (1) 发现特征气体组分含量增长时，应缩短跟踪分析周期，并结合历史数据、产气速率、负荷情况、电气试验、新投运设备出厂前的状况、检修工艺流程等，确定故障是由于电路还是磁路或是其它原因，如辅助设备、设备材

变压器油中溶解气体及微水在线监测系统技术方案

大型油浸式电力变压器 油中溶解气体及微水在线监测系统 技术方案

前言： 在现代电力工业的设备运行和维护中，要求在电厂或电站运行的关键变压器特别是发现有异常的变压器上经常进行故障气体，微水含量，局部放电，绕组变形等多种项目的测量。从这些结果中得到的科学信息是电力部门预计并控制安全服务和运行成本的诸多因素。 随着现代科技的快速发展以及微处理器的引入，在线检测仪器的发展速度正在稳步提高。在线检测仪器的功能不断改善而价格在逐步下降，使智能化在线检测仪器的广泛应用成为可能。由于通讯技术的发展使得在线检测的结果能够快速传递到远距的分析和控制中心，在出现故障时不但能及时自动报警并可从多气体比值判断故障性质及类型，采取必要措施，更显示出了他的重要作用。近年来在国外各大电力部门的应用已经证明，在线检测技术对电力设备的充分利用，提高效益，延长使用寿命以及降低运行维护费用方面都有极大的作用。 自1960年以来，世界电力工业广泛使用变压器油中多种故障气体的色谱分析及多比值，TD图等判断方法为电力部门的安全高效运行提供重要依据。但其测量周期较长，脱气误差较大以及耗时较多等问题，尚难满足安全生产和状态检修的要求。因此，变压器油中多种故障气体的在线检测就成为迫切的需要。 由国家质量监督局颁布的最新国家标准“变压器油中溶解气体分析和判断导则”中指出了变压器绝缘油的产气原理是由于绝缘油和固体绝缘材料在电及热作用下的分解。低能量放电故障促使最弱的C-H键断裂，主要重新化合成氢气，乙烯在高于甲烷和乙烷的温度下生成。大量的乙炔是在电弧的弧道中产生。 标准定义了“对判断充油电器设备内部故障有价值的特征气体：即氢气（H 2 ）， 甲烷（CH 4）,乙烷（C 2 H 6 ），乙烯（C 2 H 4 ），一氧化碳（CO），二氧化碳（CO 2 ）”，并说 明氧气（O 2）和氮气（N 2 ），可作为辅助判断指标。因此对包含氧气（O 2 ）在内的8 种故障气体进行在线检测才能符合中国国家标准的要求，进一步检测氮气（N 2 ）是国际新发展方向。

变压器油中溶解气体的分析与故障判断

变压器油中溶解气体的分析与故障判断 随着变压器运行时间的延长，变压器可能产生初期故障，油中某些可燃性气体则是内部故障的先兆，这些可燃气体可降低变压器油的闪点，从而引起早期故障。 变压器油和纤维绝缘材料在运行中受到水分、氧气、热量以及铜和铁等材料催化作用的影响而老化和分解，产生的气体大部分溶于油中，但产生气体的速率是相当缓慢的。当变压器内部存在初期故障或形成新的故障条件时，其产气速率和产气量则十分明显，绝大多数的初期缺陷都会出现早期迹象，因此，对变压器产生气体进行适当分析即能检测出故障。 1、变压器油中的气体类别 气相色谱法正是对变压器油中可燃性气体进行分析的最切实可行的方法，该方法包括从油中脱气和测量两个过程。矿物油是由大约2871种液态碳氢化合物组成的，通常只鉴别绝缘油中的氢气(H2卜氧气(02)、氮气 (N2)、甲烷(CH4)、一氧化碳(C0)、乙烷(C2H6)、二氧化碳(C02)、乙烯(C2H4)、乙炔(C2H2)9种气体，将这些气体从油中脱出并经分析，证明它们的存在及含量，即可反映出产生这些气体的故障类型和严重程度。油在正常老化过程产生的气体主要是一氧化碳(C0)和二氧化碳(C02)，油绝缘中存在局部放电时(如油中气泡击穿)，油裂解 产生的气体主要是氢气(H2)和甲烷(CH4)。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 (CH4)， 随故障温度的升高，乙烯(C2H2)和乙烷(C2H6)逐渐成为主要物征气体；当温度高于1000 C时(如在电弧弧道温度300 C以上)，油裂解产生的气体中含有较多的乙炔(C2H2)，如果故障涉及到固体绝缘材料时，会产生较多的一 氧化碳(CO)和二氧化碳(C02)。 2、如何判断电气设备的故障性质 运用五种特征气体的三对比值判断电气设备的故障性质： (1) C2H2/C2H4 < 0.1 0.1 v CH4/H2V 1 C2H4/C2H6 v 1时，属变压器已正常老化。 (2) C2H2/C2H4 < 0.1 CH4/H2 v 0.1 0.1v C2H4/C2H6v1 时，属低能量密度的局部放电，是含气空腔中的放电，这种空腔是由于不完全浸渍、气体饱和或高湿度等原因造成的。 (3) 0.1 v C2H2/C2H4v 1 CH4/H2v 0.1 0.1v C2H4/C2H6v1 时，属高能量密度的局部放电(除含气空腔的放电)，导致固体绝缘的放电痕迹。 (4) 1 v C2H2/C2H4v 3 0.1 v CH4/H2v 1 C2H4/C2H6>3时，有工频续流的放电、线圈、线饼、线匝之间或线圈对地之间油的电弧击穿。

变压器油检测项目1

变压器油检测项目1)凝固點；(2)含水量；(3)界面張力；(4)酸值；(5)水溶性酸堿度；(6)破壞電壓；(7)閃點；(8)體積電阻率；(9) 介损(10) 氣體溶解性分析（11）絕緣油中糠醛含量分析 变压器油的检测项目及试验意义1 外观：检查运行油的外观，可以发现油中不溶性油泥、纤维和脏物存在。在常规试验中，应有此项目的记载。2 颜色：新变压器油一般是无色或淡黄色，运行中颜色会逐渐加深，但正常情况下这种变化趋势比较缓慢。若油品颜色急剧加深，则应调查是否设备有过负荷现象或过热情况出现。如其他有关特性试验项目均符合要求，可以继续运行，但应加强监视。3 水分：水分是影响变压器设备绝缘老化的重要原因之一。变压器油和绝缘材料中含水量增加，直接导致绝缘性能下降并会促使油老化，影响设备运行的可靠性和使用寿命。对水分进行严格的监督，是保证设备安全运行必不可少的一个试验项目。4 酸值：油中所含酸性产物会使油的导电性增高，降低油的绝缘性能，在运行温度较高时(如80℃以上)还会促使固体纤维质绝缘材料老化和造成腐蚀，缩短设备使用寿命。由于油中酸值可反映出油质的老化情况，所以加强酸值的监督，对于采取正确的维护措施是很重要的。5 氧化安定性：变压器油的氧化安定性试验是评价其使用寿命的一种重要手段。由于国产油氧化安定性较好，且又添加了抗氧化剂，所以通常只对新油进行此项目试验，但对于进口油，特别是不含抗氧化剂的油，除对新油进行试验外，在运行若干年后也应进行此项试验，以便采取适当的维护措施，延长使用寿命。6 击穿电压：变压器油的击穿电压是检验变压器油耐受极限电应力情况，是一项非常重要的监督手段，通常情况下，它主要取决于被污染的程度，但当油中水分较高或含有杂质颗粒时，对击穿电压影响较大。7 介质损耗因数：介质损耗因数对判断变压器油的老化与污染程度是很敏感的。新油中所含极性杂质少，所以介质损耗因数也甚微小，一般仅有0.01%～0.1%数量级；但由于氧化或过热而引起油质老化时，或混入其他杂质时，所生成的极性杂质和带电胶体物质逐渐增多，介质损耗因数也就会随之增加，在油的老化产物甚微，用化学方法尚不能察觉时，介质损耗因数就已能明显的分辨出来。因此介质损耗因数的测定是变压器油检验监督的常用手段，具有特殊的意义。 8 界面张力：油水之间界面张力的测定是检查油中含有因老化而产生的可溶性极性杂质的一种间接有效的方法。油在初期老化阶段，界面张力的变化是相当迅速的，到老化中期，其变化速度也就降低。而油泥生成则明显增加，因此，此方法也可对生成油泥的趋势做出可靠的判断。9 油泥：此法是检查运行油中尚处于溶解或胶体状态下在加入正庚烷时，可以从油中沉析出来的油泥沉积物。由于油泥在新油和老化油中的溶解度不同，当老化油中渗入新油时，油泥便会沉析出来，油泥的沉积将会影响设备的散热性能，同时还对固体绝缘材料和金属造成严重的腐蚀，导致绝缘性能下降，危害性较大，因此，以大于5%的比例混油时，必须进行油泥析出试验。10 闪点：闪点对运行油的监督是必不可少的项目。闪点降低表示油中有挥发性可燃气体产生；这些可燃气体往往是由于电气设备局部过热，电弧放电造成绝缘油在高温下热裂解而产生的。通过闪点的测定可以及时发现设备的故障。同时对新充入设备及检修处理后的变压器油来说，测定闪点也可防止或发现是否混入了轻质馏份的油品，从而保障设备的安全运行。4.11 油中气体组分含量：油中可燃气体一般都是由于设备的局部过

油中气体分析技术综述

变压器油色谱在线监测 目前110kV及以上等级的大型电力变压器及电抗器主要采用油纸绝缘结构。绝缘油同时承担着绝缘介质和冷却媒质两方面的作用。在热和电的作用下，绝缘油会逐渐老化、分解而产生各种低分子烃、氢气以及有机酸和石蜡等。而以纤维素为基础的固体绝缘材料（纸和纸板）发生劣化分解时，除释放出水、醛类、酮类和有机酸外，还会产生相当数量的一氧化碳和二氧化碳。 变压器油中溶解的各种气体分析的相对数量形成速度主要取决于故障能量的释放形式以及故障的严重程度，所以根据色谱分析结果可以进一步判断设备内部是否存在异常，推断故障类型及故障能量等。对变压器油中溶解气体的分析是变压器故障诊断采用的基本方法，通过对其的分析能够发现变压器的过热、局部放电等潜伏性故障。 气相色谱分析具有选择性好、分离性高、分离时间快（几分钟到几十分钟）、灵敏度高和适用范围广等优点。但常规的色谱分析是一套庞大、精密而复杂的检测装置。整个分析时间长，需熟练的试验人员，对环境的要求高，整套设备体积较大，只适用于在试验室内进行检测。且油样从现场采集后运送到试验室进行分析，不仅耗时而且采样、运输、保存过程中还会引起气体组份的变化，更不能做到实时在线监测。为了实现在线监测油中气体分析，需要简化色谱分析装置，使之适用于在线监测和现场检测[2]。 变压器油中溶解气体在线监测原理如图1-1-1所示[3]。 图1-1-1. 变压器油中溶解气体在线监测系统结构框图监测过程可分为以下4部分： a.进行油气分离，从油中分离出需要检测的混合气体； b.利用气体分离技术把几种气体分离，再用气体检测器把气体浓度信号转

换成电压或电流信号； c.数据采集系统进行A/D转换，将电压或电流信号转换成数字信号，并上 传到工作站； d.工作站软件根据各种气体的含量对变压器运行状态进行评估，预测变压 器潜伏性故障。 在变压器溶解多种气体检测中，油中汲取气体是一个重要环节。英国中央发电局(CEGB)认为产生测量误差的原因多半是在脱气阶段。实现变压器油中多种气体在线监测，油气分离模块必须能在线、自动分离出油中溶解多种(至少六种以上)气体，并且不对变压器油箱中的油形成污染，另外油气平衡时间相对较短，一般应小于24小时，对于一些变压器运行过程中出现“紧急情况”需在线监测系统来自动看护，如内部故障发展速度较为迅速，还需要在线监测系统油气分离时间达到2小时，甚至更短。另外，油气分离的关键元件使用寿命应能满足在线监测产品正常使用，一般情况下应大于六年。 1.1.1几种常用的油气分离方法 目前油气分离技术按其取气方法可分为高分子聚合物分离方法、真空泵法、油中吹气法等几大类，其中平板分离膜、毛细管、血液透析装置、中空纤维等都属于高分子聚合物分离方法的不同运用形式。美国Sevenron公司就采用医学上的血液透析装置，研制出TrueGas变压器油中溶解气体在线监测系统。该方法透气快，效果好，但此种装置价格昂贵，在我国使用较少。目前应用比较多的几种在线油气分离方法主要有平板高分子透气膜法、真空脱气法、载气脱气法、动态顶空平衡法、动态顶空脱气法和中空纤维脱气法几种。 1.平板高分子透气膜法 这种方法的原理是利用某些合成材料薄膜（如聚酰亚胺、聚四氟乙烯、氟硅橡胶等）的透气性，让油中所溶解的气体经薄膜透析到气室里。当渗透时间相当长后，透析到气室的气体浓度c将达到稳定，它与油中溶解气体的浓度v 之间的关系如图1-1-3所示。这样，测出气室中的各气体浓度就可以换算出油中气体的含量。