表1統(tǒng)計(jì)臺(tái)次的分布廠家沈變西變保變合計(jì)220kV1093958500kV1031528總計(jì)20125486備注含故障5臺(tái)次含故障1臺(tái)次?含故障6臺(tái)次故障判斷進(jìn)行了討論，提出了故障判斷允許極限值。

　　1刖目變壓器溫升試驗(yàn)時(shí)進(jìn)行油中溶氣分析，可以判斷其內(nèi)部有無(wú)因電流或漏磁引起的過熱故障。作為對(duì)試驗(yàn)的要求和判斷的指南，國(guó)際大電網(wǎng)會(huì)議（CIGRE）已有相應(yīng)的建議1，2（以下簡(jiǎn)稱“CIGRE建議”。國(guó)內(nèi)也有類似的導(dǎo)則3.但CIGRE建議通用于各個(gè)廠家、各種類型和不同大小的變壓器，其故障判斷限值范圍很大，且以氣體體積分?jǐn)?shù)！L/L為單位。這對(duì)大型變壓器，特別是對(duì)大型換流變壓器和平波電抗器不合適，因后者油量大、紙絕緣厚，即使變壓器存在故障，在溫升試驗(yàn)的短時(shí)間內(nèi)也不會(huì)出現(xiàn)高體積分?jǐn)?shù)的特征氣體。在三峽直流工程設(shè)備驗(yàn)收中就遇到了這一問題。為此，北京網(wǎng)聯(lián)直流工程咨詢公司在2000年~2001年對(duì)換流變壓器和平波電抗器溫升試驗(yàn)油中溶氣分析結(jié)果判斷問題進(jìn)行了研究。作為該項(xiàng)研究的內(nèi)容之一，對(duì)國(guó)內(nèi)三大變壓器生產(chǎn)企業(yè)（沈變、西變和保變）近年來(lái)生產(chǎn)的220kV~500kV變壓器溫升試驗(yàn)油中溶氣分析數(shù)據(jù)作了調(diào)查、統(tǒng)計(jì)和分析，并對(duì)故障判斷問題進(jìn)行了討論，對(duì)國(guó)內(nèi)生產(chǎn)的大型換流變壓器和平波電抗器故障判斷提出了允許限值的建議。調(diào)查結(jié)果也為一般大型變壓器溫升試驗(yàn)故障判斷提供了有益的。調(diào)查工作得到上述企業(yè)有關(guān)領(lǐng)導(dǎo)和專家的大力支持和協(xié)助，在此深表感謝。

　　2油中溶氣分析數(shù)據(jù)器共86臺(tái)次，其分布見表1.變壓器單臺(tái)容量為8MVA.723MVA，平均為193MVA；油量為13t~81t，平均為38.7t.由86臺(tái)次變壓器溫升試驗(yàn)前后油中溶氣分析數(shù)據(jù)得出各氣體增長(zhǎng)率分類統(tǒng)計(jì)結(jié)果見表2及表3.統(tǒng)計(jì)時(shí)將86臺(tái)變壓器分為3類：A類：6臺(tái)次，總烴增長(zhǎng)率過高，判斷且已證實(shí)為有局部油中過熱故障；氣體增長(zhǎng)率為溫升試驗(yàn)前、后氣體增量除以試驗(yàn)持續(xù)時(shí)間。表中試驗(yàn)持續(xù)時(shí)間為8h~19h，大多數(shù)為12h，比較后一次取樣在試驗(yàn)后24h內(nèi)。

　　共統(tǒng)計(jì)7種特征氣體，如表2所示。在此基礎(chǔ)白繞組在浸漆前的溫度一般應(yīng)為45°C~60°C比較好。繞組浸完后，滴干要持續(xù)1<使溶劑盡量揮發(fā)。

　　在涼干過程中，盡量清除漆瘤、漆疤。入爐烘干時(shí)注意首先低溫，爾后逐漸升溫，使溶劑漸漸揮發(fā)，即70°C~80°C，3h~4h；105°C~115°C，10h~12h.當(dāng)然高溫段可根據(jù)繞組干燥的程度延長(zhǎng)或縮短。為了提高絕緣的浸潰能力，漆的粘度一般控制在16~20（4號(hào)杯）。

　　王樹森表2三廠溫升試驗(yàn)油中溶氣分析特征氣體增長(zhǎng)率數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)統(tǒng)計(jì)對(duì)象項(xiàng)目容量油質(zhì)量/t時(shí)間H2增長(zhǎng)CH4增長(zhǎng)CH！增長(zhǎng)CO增長(zhǎng)CO2增長(zhǎng)增長(zhǎng)率全部86臺(tái)（A類+B類+C類）比較大值比較小值平均值標(biāo)準(zhǔn)差無(wú)故障77臺(tái)（C類）比較大值比較小值平均值標(biāo)準(zhǔn)差沈、西變無(wú)故障23臺(tái)（C類）比較大值比較小值平均值標(biāo)準(zhǔn)差保變無(wú)故障54臺(tái)（C類）比較大值比較小值平均值標(biāo)準(zhǔn)差表3故障變壓器6臺(tái)（A類）和C0過高變壓器3臺(tái)（B類）數(shù)據(jù)及統(tǒng)計(jì)統(tǒng)計(jì)對(duì)象項(xiàng)目容量油質(zhì)量/t時(shí)間H2增長(zhǎng)CH4增長(zhǎng)CO增長(zhǎng)CO2增長(zhǎng)增長(zhǎng)率故障變壓器6臺(tái)（A類）比較大值比較小值平均值標(biāo)準(zhǔn)差壓器3臺(tái)（B類）比較大值比較小值平均值標(biāo)準(zhǔn)差注：存在過熱故障；設(shè)計(jì)尺寸小，溫度高。

　　CIGRE建議中油中氣體含量以！L/L作單位，因而影響溫升產(chǎn)氣率的一個(gè)重要因素是變壓器的油量。在同一故障氣體總量條件下，變壓器越大，油中氣體體積分?jǐn)?shù)越低。在考慮故障判斷允許限值時(shí)，大型變壓器應(yīng)取較低值。

　　影響溫升產(chǎn)氣的另一個(gè)重要因素是油中含氧量。對(duì)于C0和C02尤其如此。變壓器組裝后注入經(jīng)過處理的合格變壓器油，再作熱油循環(huán)和真空處理。如果變壓器試驗(yàn)時(shí)是全密封的，則油中含氧量甚低，大約在幾百！L/L的水平（保變）。但如果變壓器試驗(yàn)時(shí)油是“敞開”的，例如用一只開放的油罐代替儲(chǔ)油柜（沈變、西變），則油中可能溶入空氣。據(jù)沈變、西變經(jīng)驗(yàn)，溫升試驗(yàn)時(shí)，油中含氣量在2.0%左右，理論上估計(jì)含氧量可達(dá)6400！L/L.有鑒于此，對(duì)沈、西、保三企業(yè)分別作了統(tǒng)計(jì)（表2）。

　　影響溫升產(chǎn)氣的因素還有變壓器材質(zhì)（油、紙）和制造工藝。這方面的問題很復(fù)雜，沈、西、保三企業(yè)使用的材質(zhì)大體相同，本次調(diào)查未作深入考慮。

　　3對(duì)統(tǒng)計(jì)結(jié)果的分析3.1烴類氣體CxHy增長(zhǎng)率高是溫升試驗(yàn)時(shí)油中存在過熱故障比較靈敏的指標(biāo)為86臺(tái)次變壓器的總烴增長(zhǎng)率與其累積出現(xiàn)概率（以百分?jǐn)?shù)表示的臺(tái)次）的關(guān)系。有93%的變壓器（80臺(tái)次，表2）的總烴增長(zhǎng)率小于2.7（！LL0l）/d（以下單位省略），這些變壓器沒有油中過熱故障。而有7%的變壓器（6臺(tái)次，表3）的總烴增長(zhǎng)率為23.4~126.1，這些變壓器存在油中過熱故障。可見無(wú)故障者總烴增長(zhǎng)率比有故障者低一個(gè)數(shù)量級(jí)以上。因烴類氣體主要是由油裂解而產(chǎn)生的，故總烴增長(zhǎng)率高提供了油中過熱故障比較靈敏、比較可靠的判據(jù)。

　　如果把變壓器溫升試驗(yàn)時(shí)產(chǎn)生的特征氣體值視為一隨機(jī)量，并假定其服從正態(tài)分布，通過統(tǒng)計(jì)其平均值和標(biāo)準(zhǔn)差，便可估計(jì)其出現(xiàn)概率。統(tǒng)計(jì)的臺(tái)數(shù)愈多，所得結(jié)果的置信度愈高。一個(gè)合理的判斷標(biāo)準(zhǔn)，應(yīng)能使無(wú)故障者被判為合格的概率和有故障者被判為不合格的概率都足夠高?？蓮囊韵聝煞矫鎭?lái)看如何合理選取總烴判斷允許限值。一方面，根據(jù)77臺(tái)無(wú)故障變壓器統(tǒng)計(jì)結(jié)果，總烴增長(zhǎng)率平于此值的無(wú)故障概率大于99.9%；另一方面，根據(jù)6臺(tái)有故障變壓器的總烴增長(zhǎng)率統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)（=62.5，"=35.7/小于2.2的無(wú)故障概率僅大于95.4%（相當(dāng)于平均值62.5-1.69"）。兩組數(shù)據(jù)結(jié)論不一致的原因是后者統(tǒng)計(jì)的臺(tái)次太少，標(biāo)準(zhǔn)差太大，置信度過低，故按無(wú)故障數(shù)據(jù)較為合理。考慮到影響產(chǎn)氣特性的因素很多，以及不同試驗(yàn)室測(cè)試結(jié)果的分散性大等原因，作為總烴增長(zhǎng)率判斷標(biāo)準(zhǔn)，建議取5. CIGRE建議中規(guī)定H2+總烴（除C2H2外）增長(zhǎng)率的故障判斷標(biāo)準(zhǔn)為：判據(jù)I<48，判據(jù)<120（超過判據(jù)I，運(yùn)行中監(jiān)測(cè)；超過判據(jù)，檢查原因）。在表2中，有、無(wú)故障“H2+總烴”增長(zhǎng)率平均值之比為83.1/4.1"20，而總烴為62.5/0.4"156.因而用“H2+總烴”作故障判據(jù)遠(yuǎn)不如用總烴靈敏、可靠。

　　3.2烴類氣體中C2H4的出現(xiàn)及其增長(zhǎng)率也是油中存在過熱故障的重要判據(jù)根據(jù)油受熱產(chǎn)氣原理<4=，隨著溫度的升高，油中首先出現(xiàn)CH4；溫度較高時(shí)出現(xiàn)C2H6；溫度達(dá)300> ~500>時(shí)，C2H4出現(xiàn)并隨著溫度增加而增長(zhǎng)，C2H4與+2之比由小于1逐漸變?yōu)榇笥?.只有當(dāng)油中發(fā)生放電火花或電弧時(shí)才有C2H2生成，其溫度約在800>以上。一般溫升試驗(yàn)時(shí)的熱故障溫度達(dá)不到這一數(shù)值，故表2、表3中無(wú)論有、無(wú)故障，C2H2都是0，而有故障時(shí)出現(xiàn)了相當(dāng)高的C2H6和C2H4.2C2H"實(shí)際上是C2H6和C2H4之和，其增長(zhǎng)率為8.5~72.7，平均為37.4，其中C2H4增長(zhǎng)率為8.5~62.0，平均為32.6，C2H/C2H6遠(yuǎn)大于1，這說明這些油中熱故障源溫度超過300>.另一方面，沒有過熱故障的80臺(tái)B類和C類變壓器，除1臺(tái)C2H6增長(zhǎng)率為1.8，1臺(tái)C2H4增長(zhǎng)率為0.1外，其余各臺(tái)C2H6X2H4的增長(zhǎng)率均為零。

　　由此可見，2C2H"增長(zhǎng)率，特別是C2H4的增長(zhǎng)率是判斷變壓器有無(wú)過熱故障的重要指標(biāo)，且對(duì)故障判斷，C2H4比C2H6更重要。建議對(duì)大型變壓器將油中含C2H4取1作為是否有故障的判斷標(biāo)準(zhǔn)。

　　CIGRE建議中只將C2H2增長(zhǎng)率作為故障判據(jù)（判據(jù)I、相同：小于比較大測(cè)試分散性/而C2H6、C2H4不單獨(dú)作為判據(jù)。但調(diào)查數(shù)據(jù)表明，對(duì)變壓器溫升試驗(yàn)，用C2H2作判據(jù)無(wú)意義，用C2H4作判據(jù)靈敏、可靠。

　　3.3關(guān)于CO和C2的增長(zhǎng)率為CO和C2增長(zhǎng)率的出現(xiàn)概率（臺(tái)次），圖中標(biāo)明了有故障的A類變壓器?？梢姡醋儔浩饔椭袩N類氣體體積分?jǐn)?shù)判為有故障的A類變壓器，其C0和C0增長(zhǎng)率并不較其它變壓器顯得突出。

　　原因是這些故障主要涉及油，不涉及大量的紙，C0和C0對(duì)故障不能提供什么信息。

　　但是，C0及C0增長(zhǎng)率對(duì)發(fā)現(xiàn)涉及大量紙纖維熱故障則有重要作用。當(dāng)熱故障源上面覆蓋有較厚的紙層時(shí)（例如換流變壓器），由于溫升試驗(yàn)時(shí)間短，若熱源溫度不太高，則紙層以外的油不會(huì)劇烈產(chǎn)氣。此時(shí)，指示故障的氣體將主要是C0及C0，而烴類氣體不多。這種類型故障，要么是局部紙中高溫過熱，要么是較大面積紙中導(dǎo)體溫度較高。后一情況下變壓器溫升可能異常，對(duì)運(yùn)行壽命不利。因此，對(duì)溫升試驗(yàn)中變壓器油中總烴不高而C0及C0高的現(xiàn)象不可掉以輕心。由表1可見，86臺(tái)變89.9，=104.8.有2臺(tái)次變壓器C0增長(zhǎng)率超過！+3！，其中一臺(tái)CO增長(zhǎng)率也超過了！+3！。另一臺(tái)的CO增長(zhǎng)率為64.9，廠家懷疑因設(shè)計(jì)尺寸緊湊可能存在過熱。因此，將這3臺(tái)CO或CO增長(zhǎng)率過高的變壓器作為“B類”進(jìn)行統(tǒng)計(jì)。除A類和B類外，剩下77臺(tái)無(wú)故障、無(wú)CO或CO增長(zhǎng)率過高的變壓器，CO增長(zhǎng)率！

　　增長(zhǎng)率！=106.6，=71.7.因此，建議對(duì)大型變壓器以30（小于此值的概率為92%）作為判斷CO是否過高的依據(jù)。

　　因無(wú)論有、無(wú)故障，C2/CO（分別為5.8和6.1）都很接近，故C2可不另設(shè)判據(jù)。

　　CIGRE建議中CO及C2增長(zhǎng)率都作為故障判據(jù)中的故障判據(jù)對(duì)大型換流變壓器和平波電抗器不合適，因此對(duì)這些產(chǎn)品的故障判斷提出以下建議（當(dāng)然，其對(duì)一般變壓器也有價(jià)值）：（1）判斷故障用特征氣體采用總烴、c2h4和平均值□比較大值（2）總烴增長(zhǎng)率是判斷油中過熱故障的主要依據(jù)。判斷允許值建議取5.）02的出現(xiàn)，以及C2H/CH>1，也是油中局部過熱故障的重要判據(jù)。C2H4增長(zhǎng)率允許值建議取1. C0和CO主要來(lái)自纖維受熱分解，而與油中過熱故障無(wú)明顯關(guān)系。C0增長(zhǎng)率高應(yīng)作為判斷大量纖維過熱的必要和充分條件，建議C0允許值變壓器油量、油中含氧量、變壓器冷卻方式等對(duì)故障特征氣體增長(zhǎng)率有顯著影響，判斷時(shí)還要根據(jù)具體情況和實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)。對(duì)特大型變壓器（例如油量在80t以上）應(yīng)取更低的限值。