【摘要】環球網校為大家整理了“2017年電氣工程師供配電備考重點色譜分析”。2017年電氣工程師考試已進入備考階段。根據學員對色譜分析重點知識的反饋，網校給大家整理了資料，希望會進一步加深大家對色譜分析重點知識的了解，希望對大家有所幫助。更多內容請關注環球網校電氣工程師頻道。

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　　變壓器色譜分析故障判別方法

　　電力變壓器故障檢測主要有電氣量檢測和化學檢測方法。化學檢測主要是通過變壓器油中特征氣體的含量、產氣速率和三比值法進行分析判斷，它對變壓器的潛伏性故障及故障發展程度的早期發現具有有效性。實際應用過程中，為了更準確的診斷變壓器的內部故障，色譜分析應根據設備歷史運行狀況、特征氣體的含量等采用不同的分析模型確定設備運行是否屬于正常或存在潛伏性故障以及故障類別。

　　0.引言

　　變壓器故障診斷中應綜合各種有效的檢測手段和方法，對得到的各種檢測結果要進行綜合分析和評判，根據DL/T596—1996電力設備預防性試驗規程規定的試驗項目及試驗順序，通過變壓器油中氣體的色譜分析這種化學檢測的方法，在不停電的情況下，對發現變壓器內部的某些潛伏性故障及其發展程度的早期診斷非常靈敏而有效。經驗證明，油中氣體的各種成分含量的多少和故障的性質及程度直接有關，它們之間存在不同的數學對應關系。

　　1.電力變壓器的內部故障主要有過熱性、放電性及絕緣受潮等類型

　　1.1過熱性故障是由于設備的絕緣性能惡化、油等絕緣材料裂化分解。又分為裸金屬過熱和固體絕緣過熱兩類。裸金屬過熱與固體絕緣過熱的區別是以CO和CO2的含量為準，前者含量較低，后者含量較高。

　　1.2放電性故障是設備內部產生電效應導致設備的絕緣性能惡化。又可按產生電效應的強弱分為高能放電、低能量放電和局部放電三種。

　　1.2.1發生電弧放電時，產生氣體主要為乙炔和氫氣，其次是甲烷和乙烯氣體。這種故障在設備中存在時間較短，預兆又不明顯，因此一般色譜法較難預測。

　　1.2.2火花放電，是一種間歇性的放電故障。常見于套管引線對電位未固定的套管導電管，均壓圈等的放電;引線局部接觸不良或鐵心接地片接觸不良而引起的放電;分接開關撥叉或金屬螺絲電位懸浮而引起的放電等。產生氣體主要為乙炔和氫氣，其次是甲烷和乙烯氣體，但由于故障能量較低，一般總烴含量不高。

　　1.2.3局部放電主要發生在互感器和套管上。由于設備受潮，制造工藝差或維護不當，都會造成局部放電。產生氣體主要是氫氣，其次是甲烷。當放電能量較高時，也會產生少量的乙炔氣體。

　　1.3變壓器絕緣受潮時，其特征氣體H2含量較高，而其它氣體成分增加不明顯。

　　值得注意的是，芳烴含量問題。因為它具有很好的“抗析氣”性能。不同牌號油含芳烴量不同，在電場作用下產生的氣體量不同。芳烴含量少的油“抗析氣”性能較差，故在電場作用下易產生氫和甲烷，嚴重時還會生成蠟狀物質;而芳烴含量較多的絕緣油“抗析氣”性能較好，產生的氫氣和甲烷就少些，因此，具體判斷時要考慮這一因素的影響。

　　2.色譜分析診斷的基本程序

　　2.1l/L，CO2/CO比值在7左右時，屬于正常范圍;而密封變壓器中的CO2/CO比值一般低于7時也屬于正常值。

　　3.6應用舉例

　　3.6.1濟源供電公司220KV虎嶺變電站3#主變，1978年生產，1980年投運至今已運行28年，接近設備的壽命期。從2004年開始的油色譜報告分析中就存在多種氣體含量超標現象，具體數據見表2

　　表2虎嶺變2#主變油色譜分析報告

　　對上述數據跟蹤分析，有不同程度乙炔、乙烯、總烴超過注意值，考慮變壓器運行年限、內部絕緣老化，結合外部電氣檢測數據，認為該變壓器可繼續運行，加強跟蹤，縮短試驗周期。目前此變壓器仍在線運行。

　　3.6.22003年4月15日，35KV黃河變電站1#主變預試時發現氫氣含量明顯增長。變壓器型號為：SL7-5000KVA/35，2001年8月投運，具體色譜數據如下：

　　分析結果:色譜分析顯示氫氣含量雖未超過注意值，但增長較快，為原數值的12倍，其它特征氣體無明顯變化，說明變壓器油中有水份在電場作用下電解釋放出氫氣，同時對油進行電氣耐壓試驗，擊穿電壓為28KV，微水測定為80ppm，進一步驗證油中有水份存在。經仔細檢查發現防暴筒密封玻璃有裂紋，內有大量水銹，外部水份通過此裂紋進入變壓器內部。經處理后變壓器油中氫氣含量恢復正常。

　　4.故障產氣速率判斷法方法

　　4.1l/L/月可能存在嚴重故障。但是，對總烴起始含量很低的變壓器不易采用此判據。

　　4.2根據總烴含量、產氣速率判斷故障的方法

　　4.2.1總烴的絕對值小于注意值，總烴產氣速率小于注意值，則變壓器正常;

　　4.2.2總烴大于注意值，但不超過注意值的3倍，總烴產氣速率小于注意值，則變壓器有故障，但發展緩慢，可繼續運行并注意觀察。4.2.3總烴大于注意值，但不超過注意值的3倍，總烴產氣速率為注意值的1～2倍，則變壓器有故障，應縮短試驗周期，密切注意故障發展;

　　4.2.4總烴大于注意值的3倍，總烴產氣速率大于注意值的3倍，則設備有嚴重故障，發展迅速，應立即采取必要的措施，有條件時可進行吊罩檢修。

　　4.2.5應用舉例

　　2006年6月2日，濟源供電公司110KV星光變1#主變投運，投運時油色譜分析報告為:

　　投運后1個月，2006.7.21號開始跟蹤，具體所測數據如下:

　　分析結果:從7月～8月份跟蹤試驗數據認為，特征氣體含量屬正常范圍，產氣速率較小，考慮是新投運變壓器，繼續跟蹤運行;9月份后發現乙烯、乙炔、總烴含量超過注意值，同時產氣速率超過15%，乙炔、氫氣增長較快。結合投運時電氣交接試驗情況，此變采用ABB油氣套管，且變壓器出廠時雖做局部放電試驗，但油氣套管未進工廠是在現場組裝的。由于變壓器套管直接與GIS設備連接，交接時無法進行主變局放試驗。通過特征氣體產生率、三比值法判斷內部可能有火花放電存在，懷疑高壓引線與套管連接處可能存在缺陷。經常規電氣試驗未發現異常，放油后檢查發現，套管未端屏蔽罩固定螺絲三個中有一個較松動，但無明顯放電痕跡，緊固后對油進行脫氣處理，主變試運至今色譜分析正常。

　　5.根據三比值法分析判斷方法

　　所謂的IEC三比值法實際上是羅杰斯比值法的一種改進方法。通過計算，C2H2/C2H4、CH4/H2、C2H4/C2H6的值，將選用的5種特征氣體構成三對比值，對應不同的編碼，分別對應經統計得出的不同故障類型。應用三比值法應當注意的問題：

　　5.1對油中各種氣體含量正常的變壓器，其比值沒有意義。

　　5.2只有油中氣體各成份含量足夠高，氣體成分濃度應不小于分析方法靈敏度極限值的10倍，且經綜合分析確定變壓器內部存在故障后，才能進一步用三比值法分析其故障性質。如果不論變壓器是否存在故障，一律使用三比值法，就有可能將正常的變壓誤判斷為故障變壓器，造成不必要的經濟損失。

　　5.3應用舉例

　　2006年4月30號，110KV濟源變2#主變差動、瓦斯動作跳閘，油色譜分析報告為：

　　分析結果：變壓器差動、瓦斯繼電器同時動作，甲烷、乙烯、乙炔、氫氣、總烴含量均超過注意值數倍，可直接采用三比值法判斷故障類型。查編碼為102，屬高能放電故障，可能會出現工頻續流放電、繞組之間或繞組對地之間的絕緣油發生電弧擊穿、調壓開關切斷電源等;結合外部電氣試驗測得B相高壓繞組直流電阻不平衡率達25%，初步判斷為B相繞組有嚴重電弧故障。吊罩檢查發現B相高壓繞組中性點處出現嚴重匝間短路，并有電弧放電痕跡，主變本體損壞嚴重。

　　6.結束語

　　變壓器油中氣體含量色譜分析方法能有效診斷變壓器內部潛伏性故障的早期存在。具體應用中要根據故障或缺陷的不同發展階段，采用不同的分析方法，結合設備的實際運行狀況及外部電氣試驗數據，充分發揮油化學檢測的靈敏性，正確評判設備狀況或制定針對性的檢修策略，提高變壓器的運行可靠性。

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　　注冊電氣工程師供配電考試分為專業供配電和公共供配電，分2個半天進行，各為4小時，一般上午為統一試卷，下午為分專業試卷(發輸變電專業和供配電專業試卷相同率在95%以上，有些題目側重點不同)。

　　專業考試分專業知識和專業案例兩部分內容，每部分內容均分2個半天進行，每個半天均為3小時。參加供配電考試或專業考試的考生應分別在當次考試內通過全部應試科目。專業考試均分為2天，第一天為專業知識考試，成績上、下午合并計分;第二天為專業案例考試，成績上、下午合并計分。考試時間每天上、下午各3小時。專業考試為非滾動管理考試，考生應在一個考試年度內通過全部考試。第一天為客觀題，上、下午各70道題，其中單選題40題，每題分值為1分，多選題30題，每題分值為2分，試卷滿分200分;第二天為案例題，上午25道必答題，下午25道必答題(對于有選擇作答的25道必答題，如考生在答題卡和試卷上作答超過25道題，按題目序號從小到大的順序對作答的前25道題評分，其他作答題無效)，每題分值為2分，試卷滿分100分。