变压器dga检测

核心原理

核心检测气体及对应故障

1. 氢气（H₂）+ 甲烷（CH₄）：主要对应低能量放电或局部过热（温度＜300℃）。
2. 乙烷（C₂H₆）+ 乙烯（C₂H₄）：主要对应高温过热（300℃-700℃），乙烯含量越高，温度可能越高。
3. 乙炔（C₂H₂）：核心的高能量放电特征气体，只要检出明显含量，大概率存在电弧放电等严重故障。
4. 总烃（上述烃类气体总和）：总量异常升高，说明故障在发展，需重点关注。

核心作用

1. 故障预警：在变压器外观无异常、电气参数正常时，提前发现内部潜伏故障，避免突发停运。
2. 故障定位：通过气体组分判断故障是过热、放电还是绝缘老化，为检修提供方向。
3. 状态评估：跟踪气体含量变化趋势，评估故障发展速度，制定合理检修计划（如紧急停电或计划性检修）。

常见检测方式

1. 离线检测：定期取样变压器油，送实验室用色谱仪分析，成本低、精度高，但检测周期长，适合常规巡检。
2. 在线检测：通过在线色谱监测装置实时采集油样、分析气体，可远程实时监控，适合无人值守变电站或重要变压器。

一、核心故障类型与特征气体对应表

二、关键气体的诊断价值

1. 乙炔（C₂H₂）
   • 核心指标：唯一明确反映高能量放电的气体，含量＞5 μL/L 即需紧急关注。
   • 典型场景：电弧放电、绝缘击穿，例如绕组匝间短路或分接开关触头烧蚀。
   • 处理建议：立即停电检修，避免设备损毁。
2. 氢气（H₂）
   • 早期预警：局部放电或受潮的特征气体，含量＞100 μL/L 需跟踪趋势。
   • 干扰因素：新变压器注油后可能短暂升高（＜1000 μL/L 属正常），需结合历史数据判断。
3. 乙烯（C₂H₄）
   • 温度指示：含量越高，过热温度越高。例如，C₂H₄占总烃＞70% 时，温度可能＞500℃。
   • 典型场景：绕组过热、铁芯涡流损耗。
4. 一氧化碳（CO）与二氧化碳（CO₂）
   • 绝缘老化：CO/CO₂比值升高反映固体绝缘分解。例如，CO＞1000 μL/L 且 CO₂＞10,000 μL/L 时，可能存在绝缘纸老化。
   • 干扰因素：正常运行中 CO/CO₂比值可能因油氧化缓慢升高，需结合糠醛含量测试综合判断。

三、三比值法故障诊断逻辑

四、气体含量注意值与处理建议

五、综合诊断流程

1. 初步判断：对比气体含量与注意值，若某气体超标则启动进一步分析。
2. 趋势分析：计算产气速率（绝对 / 相对），判断故障发展速度。例如，绝对产气速率＞10 mL/day 表明故障活跃。
3. 三比值法：根据编码组合锁定故障类型，排除干扰因素（如设备型号、运行历史）。
4. 验证手段：结合局部放电监测、绕组变形测试、绝缘电阻试验等，确认诊断结果。
5. 决策建议：
   • 紧急处理：C₂H₂＞5 μL/L 或产气速率异常激增时，立即停电检修。
   • 计划检修：总烃持续升高但未达紧急阈值时，安排预防性试验或吊罩检查。
   • 状态监测：定期取样跟踪，建立 DGA 趋势曲线，预测设备寿命。

六、特殊情况说明

1. 新投运设备：
   • 注油后可能出现 H₂、CH₄短暂升高（＜1000 μL/L 属正常），需观察 3-6 个月后数据稳定情况。
2. 有载分接开关：
   • 切换开关油室的 DGA 数据需单独分析，C₂H₂＞2 μL/L 可能提示触头烧蚀。
3. 非矿物油绝缘：
   • 酯类油或硅油的 DGA 判断标准与矿物油不同，需参考专用导则（如 IEC 62770）。

七、标准与工具参考

1. 国际标准：IEC 60599《在役矿物油填充电气设备溶解气体分析解释指南》。
2. 国内标准：GB/T 7252《变压器油中溶解气体分析和判断导则》。
3. 分析工具：
   • 离线检测：气相色谱仪
   • 在线监测：光声光谱仪