变压器油中溶解气体在线监测(4)

系数相近的气体组分组成三对比值，以不同的编码表示；根据表6的编码规则和表7的故障类型判断方法作为诊断故障性质的依据。这种方法消除了油的体积效应影响，是判断变压器故障类型的主要方法，并可以得出对故障状态较可靠的诊断。表6和表7是我国GB/T7252-2001《导则》推荐的改良三比值法（类似于IEC推荐的改良三比值法）的编码规则和故障类别判断方法。

表6 三比值法的编码规则

特征气体的比值 <0.1 ≥0.1～<1 ≥1～<3 ≥3 C2H2/C2H4 0 1 1 2 CH4/H2 1 0 2 2 C2H4/C2H6 0 0 1 2 表 7 故障类型判断方法

编码组合 故障类型判断 C2H2/C2H4 CH4/H2 C2H4/C2H6 0 0 2 2 0，1，2 1 1 0，1 2 1 0 1 2 0 0，1，2 0，1，2 低温过热 (低于 150℃) 低温过热 (150～300℃) 中温过热 (300～700℃) 高温过热 (高于 700℃) 局部放电 低能放电 低能放电 兼过热 电弧放电 电弧放电 兼过热 故障实例（参考） 绝缘导线过热，注意 CO 和CO2 的含量以及 CO2/ CO 值 分接开关接触不良，引线夹件螺丝松动或接头焊接不良，涡流引起铜过热，铁芯漏磁，局部短路，层间绝缘不良，铁芯多点接地等 0，1 2 2 0，1，2 0，1，2 高湿度、高含气量引起油中低能量密集的局部放电 引线对电位未固定的部件之间连续火花放电，分接抽头引线和油隙闪络，不同电位之间的油中火花放电或悬浮电位之间的电花放电 线圈匝间、层间短路，相间闪络、分接头引线间油隙闪络、引起对箱壳放电、线圈熔断、分接开关飞弧、因环路电流引起电弧、引线对其它接地体放电等 应用三比值法时应当注意的问题有：

① 只有根据气体各组分含量的注意值或气体增长率的注意值判断设备可能存在故障时，气体比值才是有效的。对气体含量正常，比值没有意义。

② 假如气体的比值与以前的不同，可能有新的故障重叠在老故障或正常老化上。为了得到仅仅相应于新故障的气体比值，要从最后一次的分析结果中减去

上一次的分析数据，并重新计算比值。

③ 表中每一种故障对应于一组比值，对多种故障的联合作用，可能找不到相对应的比值组合，而实际是存在的。在实际中可能出现没有包括在表中的比值组合，对于某些组合的判断正在研究中。

总之，虽然目前三比值法准确率相对较高，应用较为广泛，但是由于故障分类本身存在模糊性，每一组编码与故障类型之间也具有模糊性，三比值还未能包括和反映变压器内部故障的所有形态，所以它还在不断发展和积累经验，并继续进行改良，以便更全面地反映故障信息。

4.3. 与三比值法配合使用的其它方法

由于三比值法存在着不足，因此在对运行中的充油变压器进行故障诊断时，还需要一些配套的辅助方法。为此，我国现行的GB/T7252-2001《导则》推荐了其它几种辅助方法。

1、比值CO2/CO

当故障涉及固体绝缘时，会引起CO和CO2含量的明显增长。根据现有的统计资料，固体绝缘的正常老化过程与故障情况下的老化分解，表现在油中CO和CO2的含量上，一般没有严格的界限，规律也不明显。这主要是由于从空气中吸收CO2、固体绝缘老化及油的长期氧化形成CO和CO2的基值过高造成的。开放式变压器溶解空气的饱和量为10％，设备里可以含有来自空气中的300μ/μL的CO2。在密封设备里，空气也可能经泄漏而进入设备油中，这样，油中的CO2浓度将以空气的比率存在。经验证明，当怀疑设备固体绝缘材料老化时，一般CO2/CO＞7。当怀疑故障涉及固体绝缘材料时(高于200℃)，可能CO2/CO＜3。

2、比值O2/N2

一般在油中都溶解有O2和N2，这是油在开放式设备的储油罐中与空气作用的结果，或密封设备泄漏的结果。在设备里，考虑到O2和N2的相对溶解度，油中的O2/N2的比值反映空气的组成，接近0.5。运行中由于油的氧化或纸的老化，这个比值可能降低，因为O2的消耗比扩散更迅速。负荷和保护系统也可影响这个比值。但当O2/N2＜0.3时，一般认为是出现了氧被极度消耗的迹象。

3、比值C2H2/H2

在充油电力变压器中，有载调压操作产生的气体与低能量放电的情况相符。假如某些油或气体在有载调压油箱与主油箱之间相通，或各自的储油罐之间相通。这些气体可能污染主油箱的油，并导致误判断。

主油箱中C2H2/H2＞2，认为是有载调压污染的迹象，这钟情况可利用比较主油箱和储油罐的油中溶解气体浓度来确定。气体比值和乙炔浓度值依赖于有载调压的操作次数和产生污染的方式(通过油或气)。

4、气体比值的图示法

利用气体的三对比值，在立体坐标图上建立图1所示的立体图示法，可方便地直观不同类型故障的发展趋势。利用CH4、C2H2和C2H4的相对含量，在图2所示的三角形坐标图上判断故障类型的方法也可辅助这种判断。

图示法对在三比值法或溶解气体解释表中给不出诊断的情况下是很有用的，因为它们在气体比值的极限之外。使用图1的最接近未诊断情况的区域，容易直观地注意这种情况的变化趋势。在这种情况下，图2总能提供一种诊断。为了显示清楚，图1中轴以10为极限，但实际上是无限的，这更适合利用计算机软件显示。

图1 立体图示法

图 2 中，PD-局部放电，D1-低能放电，D2-高能放电，T1-热故障 t﹤300℃，T2-热故障 300℃﹤t﹤700℃，T3-热故障 t﹥700℃

图2 大卫三角法

参考文献

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