标准内容
ICS 29.040.10
备案号:47903-2015
iiikAa~cJouakAa
中华人民共和国电方行业标准
DL/T 722 — 2014
代替DL/T722—2000
变压器油中溶解气体分析和判断导则Guide to the analysis and the diagnosis of gases dissolved in transformer oil2014-10-15发布
国家能源局
2015-03-01实施
TiiKAa~couakA
规范性引用文件
术语和定义
油中溶解气体的来源
检测周期
从油中脱出溶解气体:
气体组分含量检测方法
故障的识别
故障类型的判断
在气体继电器中的游离气体上的应用12设备档案卡片.
附录A【资料性附录)哈斯特气体分压一温度关系附录B(资料性附录)溶解气体分析解释表附录C(资料性附录)
附录D(资料性附录)
气体比值的图示法…
判断故障时推荐的其他试验项目附录E(资料性附录)
充油电气设备的典型故障和实例附录F(资料性附录)
气体分配系数·
附录G(资料性附录)
设备档案卡片格式
iiikAa~cJouakAa
DL/ T 722 — 2014
DL/T722—2014
iiikAa~cJouakAa
本标准按照GB/T1.1一2009《标准化工作导则第1部分:标准的结构和编写》的规则编写。本标准代替DI./T722—2000(变压器油中溶解气体分析和判断导则》。本标准与DLT722—2000相比,除编辑性修改外生要技术变化如下:增加了“气体在油中的溶解和扩散”(见本标准4.4):增加了“特殊情况下的检测”中缩短周期的其体要求(见本标准5.4);删除了“取样”中“从充油电气设备中取油样”的具体内容,仪保留了“从气体继电器放气嘴取气样”,原有其他具体内穿按GB7597中的有关规定进行(见本标准第6章):-删除了“从油中脱出溶解气体”和“气体检测方法”中原有内容,按GB/T17623中的有关规定进行(见本标准第7章和第8章)修改了“出厂和新投运的设备”的标题(见本标准9.2);修改了新投运各类设备的气体含量要求,按电压等级“330kV及以上”和“220kV及以下”进行分类,含量要求进行了相应修改(地本标准9.2和2000版8.4.4);修改了互感器的电压等级分类和相应的注意值,修改了套管注意值(见本标准9.3.1);增加了“注意值的应用原则”,修改了部分内容(见本标准9.3.3);修改了“特征体法”中部分内容(见本标准10.1);修改了“低湿过热(低于[50℃)”的编码(见本标准10.2.1):修改了“故障类型的判断”的结构及相应内容(见本标准第10章):删掉了附录A“样品的标签格式”和附录D“标准混合气的适用浓度”(见2000版附录;增加了“判断故障时推荐的其他试验项I”(见本标准附录D):修改了典型故障描述,增加了故障实例(见本标准附录E);增加了资料性附录“气体分配系数”(见本标推附录F),本标准由中国电力企业联合会提出。本标准由电力行业电力变压器标准化技术委员会(DL/TC02)归I1。本标准要起草单位:中国电力科学研究院、国家电网公司运行分公司、国网湖北省电力公司电力科学研究院、国网辽宁省电力有限公司、国网江苏省电力公司电力科学研究院、国网电力科学研究院武汉南瑞有限公司、国网甘肃省电力公司电力科学研究院、广东电网公司电力科学研究院、国网吉林省中力有限公司电力科学研究院、国家电网公司华东分部、国网上海市电力公司,国网苏州供电公司、国网江苏省电力公司检修分公司、国网河南省电力公司电力科学研究院、国网上海市电力公司电力科学研究院、沈阳变压器研究院股份有限公司、特变电工沈阳变压器集团有限公司、中国长江电力股份有限公司检修厂、尼纳斯石油(上海)有限公司。本标准主要起草人:王健一、凌憨、李金忠、余振球、王瑞珍、王世阁、吴义华、梁志钰、付强、李守学、姜益民、陈江波、张淑珍、蔡胜伟、文锋、周晓凡、徐达、徐建刚、韩金华、李红雷、彭伟、陈奎、刘丰、王卫国、李永春。本标准代替了DL/T722—2000。
本次修订为第二次修订。
本标准历次版本发布情况为:
SD187—1986;
-DL/T 722—2000。
本标准在执行过程中的意见或建议反馈至中国中力企业联合会标准化管理中心(北京市白广路二条一号,100761)。
1范围
iiiKAa~cJouakAa
DL / T 722 — 2014
变压器油中溶解气体分析和判断导则本标准规定了利用变压器油(矿物绝缘油)中溶解气体和游离气体含量进行充油电气设备故障识别和故障类型判断的方法,以及建议进一步采取的措施。本标准适用于以变压器油和纸(板)为工婴绝缘材料的电气设备:创括变压器,电抗器、万感器和套管等。
2规范性引用文件
下列文件对于木标摧的应用是必不可少的。凡是注日期的引用文件,仅注日期的版本适用于本标准。凡是不注日期的引用文件,其最新版本(包括所有的修改单)适用丁本标准。GB7597电力用油(变压器油、汽轮机油)取样方法GB/T17623绝缘油中溶解气体组分含量的气相色谱测定法DI./T984油浸式变压器绝缘老化判断导刚IEC60599运行中矿物油浸电气设备溶解气体和日(体分析的解释导则(Mineraloil-inpregnatedelectrical equipment in service-Guide to the interpretation of dissolved and frcc gases analysis)3术语和定义
下列术语和定义适用于本标准。3.1
特征气体characteristlegas
对判断充油电气设舒内部故障有价值的气体,即象气、H)、甲烷(CH)、乙烷(C,Hg)、乙烯(C,H4)、乙炔(c,IH,、一氧化碳CO)、二氧化嫉(CO,)3.2
总烃total hydroearbon
CH、C,Hs、C,H4和C,Hz四种烃类特征气体含量的总和。3.3
游离气体freegas
非溶解于油中的气体(如设备油面上部和气体继电器中气体)。4油中溶解气体的来源
变压器油的分解
变压器油是由许多不同分子量的碳氢化合物分子组成的混合物,电或热故障可以使某些C一H键和C一C键断裂,伴随生战少量活泼的氧原子和不稳定的碳氢化合物的白出基,这些氢原子或自由基通过复杂的化学反应迅速重新化合,形成H,和低分子烃类气体,如CH、C,Hg、C,Ha、C2H,等,也可能生成碳的固体颗粒及碳氢聚合物(X-蜡)。油的氧化还会生成少量的CO和CO2,长时间的累积可达显著数量。
本标准附录A是哈斯特(Halsterd)用热动力学平衡理论计算出的在热平衡状态下形成的气体与温度的关系。
DL/T722—2014
4.2固体绝缘材料的分解
iiikAa~cJouakAa
固体绝缘材料指的是纸、展压纸板和木块等,属丁纤维素绝缘材料。纤维素趋由很多葡萄糖单体组成的长链状离聚合碳氢化合物(C,HiO,)t,其中的C一O键及葡萄糖武键的热稳定性比油中的C一H键还要弱,高于105℃时聚合物就会裂解,高于300℃时就会完全裂解和嵌化。聚合物裂解在生成水的同时,牛成大量的CO和 CO,少量低分子烃类气体,以及糠醛及其系列化合物。4.3气体的其他来源
油中含有的水可以与铁作用牛成H:在温度较高、油中有溶解0,时,设备中某些油漆(醇酸树脂)在某些不锈钢的催化下,可能生成大量的H,或者不锈钢与油的催化反应也可牛成大量的H:新的不锈钢中也可能在加T过程中吸附H,或焊接时产生II:有些改型的聚酰亚胺型绝缘材料与油接触也可生成某些特征气体:油在阳光照射下也可以生成某些特征气体。体的来源还包括注入的油本身含有某些气体,设备故障排除后,器身中吸附的气体术经彻底脱除,又慢慢释放到油中:有载调压变压器切换开关油宰的油向变压器主油箱渗,选择开关在某个位置动作时(如极性转换时)形成电火花,会造成变压器本体油中山现C,H:冷却系统附属设备(如潜油泵)故障产生的气体也会进入到变压器本体油中:设备油箱带油补焊会导致油分解产等。4.4气体在油中的溶解和扩散
油、纸绝缘材料分解产生的气体在油里经对流和扩散不断地溶解在油中。当产气速率大丁溶解速率时,会有一部分聚集成游离气体进入气体继电器或储油柜中。因此,气体继电器或储油柜内有集气时,检测其中的气体,有助于对设备内部状况做出判断。5检测周期
5.1投运前的检测
新的或大修后的66kV放以上的设备,投运前应至少作-次检测。对于制造厂规定不取样的全密封互感器和套管可不做检测。如果在现场进行感应压和局部放电试验,则应在试验前后各做一次检测,试验后取油样时间至少应在试验究毕24h后,5.2新投运时的检测
新的或大修后的66kV及以上的变压器和电抗器至少应在投运后1天,4天、10天,30天各做一次检测。
新的或大修后的66kV及以上的互感器,宜在投运后3个月内做次检测。制遣」规定不取样的全密封互感器可不做检测。
5.3运行中的定期检测
运行中设备的定期检测周期按表1的规定进行。表1运行中设备的定期检测周期
设备类型
变压器和电抗器
互感器
设备电压等级或容量
电压330kV及以上
容量240MVA及以上的发电广升压变压器电压220kV
容皇120MVA及以.1:
电序 66kV及以 上
容量 8MVA 及以上
电压66kV及以上
检测周期
3个丹
6个月
1~3年
必要时
注:其他电压等级变压器、电抗器和互感器的检测周期自行规定。制造厂规定不取样的全密封互感器和套管,一般在保证期内可不做检测。在超过保证期后,可视情况而定,但不宜在负压情况下取样。2
5.4特殊情况下的检测
特殊情况下应按以下要求进行检测:iiiKAa~cJouaKA
DL/ T 722 2014
a)当设备出现异常情况时(如变压器气体继电馨动作、差动保护动作、压力释放阀动作以及经受大电流冲击、过励磁或过负,互感器膨胀器动作等),应取油样进行检测。当气体继电器中有集时需要取气样进行检测。
当怀疑设备内部有下列异常时,应根据情况缩短检测周期进行监测或退出运行。在监测过程中,b
若增长趋势明显,须采取其他相应措施:若在相近运行工况下,检测三次后含量秘定,可适当延长检测周期,直至恢复止常检测周期。1)过热性故障,怀疑主磁回路或漏磁间路存在故障时,可缩短到每周:次:当怀凝导电回路存在故障时,宣缩短到至少每天-一次。2)放电性故障,怀疑存在低能量放电时,宜缩短到每天一次:当怀疑存在高能量放电时,应进·步检查或退出运行。
6取样
6.1从充油电气设备中取油样
按GB/T7597变压器油中溶解气体分析取样的有关规定进行。6.2从气体继电器放气嘴取气样
6.2.1概述
当气体继电器内有气体聚集时,应取气样进行检测。这些体的组分和含量是判断设备是否存在故障及故障性质的重要依据之一。为减少不同组分有不同问溶率的影响,必须在尽可能短的时间内取出气样,并尽快进行检测。
6.2.2取气样的容器
应使用密封良好的玻璃注射器或气体采样袋。使用玻璃注射器时,取样前应用设备本体油润滑注射器,以保证注射器的密封。
6.2.3取气样的方法
取【样时应在“{体继电器的放气嘴「套·一小段乳胶管,乳胶管的另·头接一个小型金属三通阀与注射器连接(应注意乳胶管的内径,乳胶管、*体继电器的放气嘴与金属一通阀连接处要密封)。操作步骤和连接方法参照GB/T7597中变压器油中溶解气体分析取样的有关规定进行。可采用以下步骤:
a)转动三逆阀,用气体继电器内的气体冲洗连接管路及注射器(气量少肘可不进行此步骤):转动一通阀,排空注射器;再转动三通阀取气样:对丁气体继电器取气管下引的情况,方法相同,但应注意排除注射器中的油。
b)取样后,关闭放气嘴,转动三通阀使之封住注射器口,把注射器连同三通阀和乳胶管一起取下来,然后再取下三通阀,立即改用小胶头封住注射器(尽可能地排尽小胶头内的空气)。7从油中脱出溶解气体
按GB/T17623中的有关规定。
8气体组分含量检测方法
按GB/T17623中的有关规定。
9故障的识别
9.1概述
充油电气设备内部的油纸绝缘材料,正常运行时在热和电的作用下,会逐渐老化和分解,产生少量3
DL / T 722 — 2014
iiikAa~cJouakA
的H、低分子烃类气体及CO、CO,等气体:在热和电故障的情况下,也会产生这些气休。这两种来源的汽体在技术上无法区分开,在数值上也没有严格的界限,而且与负荷、温度、油中的〇,含量和含水量、的保护系统和循环系统等许多可变因索有关。因此,在判断设备是否存在故障及其故障的严重程度时,应根据气体含量的绝对值、增长速率以及设备的运行状况、结构特点、外部环境等因素进行综合判断。有时设备内并不存在故障,而由于其他原因,在油中也会出现上述体,应注意这些可能引起误判断的气体来源,见本标准4.3。为了识别故障,提出了气体含量和产气速率的注意值。注意值是指特征气体的含量或增量需引起关注的值,不是划分设备状态等级的标准。当超过注意值时,按本标准5.4规定缩短检测周期,并结合其他判断方法进行综合分析。
9.2新设备投运前油中溶解气体含量要求新设备投运前油中溶解气体含量应符合表2的要求,前口投运前后的两次检测结果不应有明显的区别。
表2新设备投运前油中溶解气体含量要求设备
变压器和电抗器
女感器
气体组分
9.3运行中设备油中溶解气体的注意值9.3.1油中溶解气体含量注意值
330kV及以
运行中设备油中溶解气体含量超过表3所列数值时,应引起注意,表3运行中设备油中溶解气体含量注意值设
变压器和电抗器
电流互感器
气体组分
330kV及以上
氧化嵌
二氧化碳
(见本标准10.2.3.1)
(见本标准10.2.3.1)
220kv及以下
≤150
220kV 及以下
(见本标准10.2.3.1)
(觅本标准 10.2.3.1)
电底百感器
气体组分
表3(续)
iiiKAa~cJouakAa
DL/ T 722 — 20t4
330kv 及以上
注:该表所列数值不适用于从继电器取山的气样(见本标准第1I章)。9.3.2气体增长率注意值
220kV段以下
气体的增长率(产气速率)与故障能罩人小,故障点的渴度以及故障涉及的范闹等情况有直接关系。产气速率还与设备类型、负荷情说和所用绝缘材料的体积及其老化程度有关。判断设备故障严重状况时,还应考虑到体的魂散损失。值得注意的是,体的产生时间可能仅在两次抢测周期内的某:时间段,因此产气速率的计算值可能小于实际俏产气速率以下列两种方式计算:a)绝对产(率,即每运行日产生某种体的评均值,按下式计算:Cia-Cxm
式中:
绝对产速率,mL/天:
第二次取样测得油中某气体浓度:HLIL第一次取群测得油中某气体浓度,H;次取样时间间隔中的实际运行时间,天:设备总油量,t:
油的密度,tfm。
相对产气速率,邸每运行月(或折算到月)某种气体含童增加值相对于原有值的凸分数,按下b
式计算:
Ci2 -C,1
式中:
相对产气速率,%/月:
第二次取样測得油中某气体浓度,uL/L:-第一次取样测得油中某气体浓度,L/L:1
×100%
二次敢样时间间隔中的实际运行时间,月。(2)
对变压器和电抗器,绝对产气速率的注意值如表4所示;总烃的相对产气速率注意值为10%(对总烃起始含量很低的设备,不宜采用此判据)。对气体含量有缓慢增长趋势的设备,可使用气体在线监测装置随时监视设备的气体增长情况。5
DLIT 722
—2014
,体组分
一氧化碳
氧化碳
iiiKAa~cJouaKAa
表4运行中设备油中溶解气体绝对产气速率注意值察封式
注1:对乙块<0.1uLL且总经小于新设备投运要求时,总烃的绝对产气率可不作分析(判断)。注2:新设备投运初期,一氧化碳和一氧化磁时产气速率可能会超过表中的注意值。注3:当检测周期已缩短时,本表中注意值仪供参考,周期较短时,不适用。9.3.3注意值的应用原则
气体含量及产速率注意值的应用原则如下mL/d
气体含量注意值不是划分设备内部有无故障的唯一判断依据。当气体含量超过注意值时,应按a
本标准5.4b)缩短检测周期,结合产气速率进行判断。若气体含量超过注意值但长期稳定,可在超过注意值的情况下运行;另外,气体含量虽低卡注意值,但产气速率超过注意值,也应按本标准5.4b)缩短检测阔期。
对330kV及以上电压等级设备,当油中首次检测到C,Hz(≥0.1uI/L.)时应引起注意。b)
当产气速率突然增长或故障性质发生变化时,须视情况采取必要措施。d)
影响油中H,含量的因素较多(见本标准4.3),若仅H,含量超过注意值,但无明显增长趋势:也可判断为正常。
注意区别非故障情况下的*(体米源(见本标准4.3).e)
10故障类型的判断
10.1特征气体法
极据本标推第4章所述的基本原理,不同的救障类型产牛的主要特征气体和次要特征体可归纳为表5,此可推断设备的敏障类型。表5不同故障类型产生的气体
故障类型
汕过热
油和纸过热
油纸绝缘中后部放电
涵中火花放电
油中电弧
油和纸中电燃
主要特征气
CH4 CH4
CH4, C,H4, CO
HCHa,co
H2, CH
H2. CH2- CH4
H,CH,CH,CO
次要特征气体
Hz, C,He
Hz* C,Hg CO2
C,I, C,H,, C,H2
CH4, CH。
CH4, C,H CO
注1:油过热:至少分为两种情况,即中抵温过热(低于700℃)和高溢(高于700℃)以上过热。如温度较低(低于3M℃),类气休组分甲CH4、C,H含量较多,C,H较C,H少至没有;随着温度增高,C,H,含盘增加明显。注2
油和纸过热:固体绝缘材料过热会生成大垦的CO、CO,过热部位达到一定温度,纤维素逐渐碳化并使过热部位油温升滴,才使 CH、C,H。和 C,H,等气体增加。因此,涉及固体绝缘材料的低温过热在初期烃类气体组分的增加并不明显。
注3油纸绝缘中局部放电:主要产生H2、CH4。当涉及固体绝缘付产生CO,并与油中原有CO、CO:含量有关,以没有或极少产生C,H4为主要特征。注4:油中火花放电:一般是间歇性的,以C,H,含量的增长相对其他组分较快,而总烃不高为期显特征,注5:电弧放电:高能量放电,产/上人量的H,和C,H,以及相当数量的CH,和C,H4。涉及固体绝缘时,CO显著增,纸和油可能被炭化。
10.2气体含量比值法
10.2.1三比值法
iiikAa~cJouakAa
DL/ T 722 — 2014
三比值法是在热动力学和实践的基础「:总结得出的,利用五种体(CH4、C,H4、C,H、C,H、H,)的三对比值(C,H,/C,H4、CH/H、C,H/C,H.)的编码组合来进行故障类型判断的方法,一般在特征气休含量超过注意镇再使用,表6和表7给出了编妈规则和故障类型判断方滤,它是在EC60599推荐的三比值法的基础上,根据国内的实践经验对编码组合和故障类型迹行了细化。6三比值法编码规则
气体比值范围
[1, 3]
编码组合
C,H/C,H4
CH4/H2
CHyCH4
比值范围的编码
表7故障类型判断方法
故障类型判断
C,Ha/C,H。
0,1, 2
低温过热(低下150℃)
低温过热(150℃-~300℃)
中溢过热(300℃~700℃)wwW.bzxz.Net
商温过热(高下700)
局部放电
低能放电
低能放电兼过热
电弧放电
电砸放电兼过热
C,H4/C,H
典型故障(参考)
纸包绝缘导线过热,注意CO和 CO,的增量和COCO值
分接开关接触不良;引线连接不良:导线接头焊接不良,股间短路引起过嬉;铁心多点接地,枚钢片间高部短路等
商腿、气隙、毛刺、漆瘤、杂质等所引起的抵能密度的放电
不同电位之间的火花放电,引线与穿缆查管(或引线屏蔽管)之间的环流线圈匝间、层间放电,相间闪络:分接引线间汕隙内络,选择开关拉弧,引线对箱光或其他接地体放电
利用三对比值的另一种判断故障类型的方法,见溶解气体分析解释表和解释简表(参见本标准附录B)。
10.2.2气体比值的图示法
利用体的三对比值在坐标图上建立的图示法,可直观地区分不同类型故障(参见本标准附录C)。10.2.3其他气体比的辅助判断
10.2.3.1 CO,/CO 比值
固体绝缘的止常老化过程与故障情况下的劣化分解,表现在油中CO和CO,的含量上,--般没有严格的界限。随着油和固体绝缘材料的老化,CO和CO,会呈现有规律的增长,当增长趋势发生突变时,应与其他气体的变化俏况进行综合分析,判断故障是否涉及了固体绝缘。当故障涉及固体绝缘材料时,般CO,/CO小于3,最好川CO,和CO的增量进行计算:当固体绝缘材料老化时,--般 cO,/Co大于7。DL / T 722 —2014
当怀疑纸或纸板过度老化时,鹿参照DL/T984进行判断。10.2.3.2C,H,/Hz比值
iiiKAa~cJouaKA
有载分接开关切换时产生的气体与低能量放电的情况相似,假如某些油或气体在有载分接开关油箱与主油箱之间相通,或各自的储油柜之间相通,这些气体可能污染主油箱的油,并导致误判断。当特征气体超过注意值时,若C,H/H,大于2(最好用增最进行计算),认为是有载分接开关油(气)污染造成的。这种情况可利用比较主油籍和切赖开关油室的油中溶解气体含量来确定。气体比值和C,H,含量决定于有载分接元关的切换次数和产生污染的方式(通过油或),因此C,H/H,不一楚天丁2。10.2.3.30,/N, 比值
一般在油中都溶解有O,和N2,Oz/N,比值接近0.5。运行中,由于油的氧化或纸的氧化降解都会造成0,的消耗,Oz/Nz比值会降低。负荷和保护系统也会影响O/N2比值。对开放式设备,\O,/Nz小于0.3时,-般认为t现了O被过度消耗,应引起注意。对密封良好的设备,由于○的消耗,0/N,的比值在正常情况下可能会低0.05
10.2.4比值法的应用原则
气体含量比值法的应川原则是:a)只有根据气体各纠分含量的注意值或气体增长率的注意值有理时判断设备可能存在故障时,川气体比进行判断才是有效的。对气体含量正常,丑无增长趋势的设备,比值没有意义。b)假如气体的比值与以前的不同,可能有新的故障承登在以前的故障或正常老化上。为了得到仅仅相应于新故障的气体比值,要从最后-次的检测结果中诚去上:次的检测数据,并重新计算比值。
c)应注意由丁检测本身存在的试验误差,导致气体比值也存在装些不确定性,例如,按GB/T17623要求对气体浓度大丁[0L/L的(体,两次的测试误差不应大于平均值的10%,这样气体比宿计让算时误差将达到20%,当体浓度低10uL/时,误差会更大,使比值的精确度迅速降低。因此在使用比值法判断设备故障性质时,应注意各种可能降低精确度的因素。10.3判断故障的步骤
本标准推荐的判断故障的步骤为:a)将检测结果与表3列出的油中溶解气体含量注意俏作比较,同时注意产气速率与表4列出的产速率法意值作比较,短期内各种气体含量迅速增如,尚未超过表3中的注意值,也可判逝为内部有异常状况;有的设备因某种原因使气体含量基值较离,超过表3的注意值,但长期稳定,仍可认为是正常设备。
b)当认为设备内部存在故障时,可用本标准10.1和本标准10.2所述的方法并参考本标准附录A,附录B和附录C,对故障的类型进行判断。在气体继电器内出现气体的情况下,应将继电器内气样的检测结果按本标准第11章所述的方c
法进行判断。
d)根据上述结果以及其他检查性试验的结果,并结合该设备的结构、运行、检修等情沉进行综合分析,是正确判断故障的性质及部位的前提,本标准附录D中给出了判新故障吋推荐的其他试验项月。根据具体情况对设备采取不同的处埋措施(如缩知试验周期,限制负荷,近期安排内部检查,即停小运行等)。
10.4典型故障及实例
典型故障及实例参见本标准附录E。11在气体继电器中的游离气体上的应用当气体继电器发出信号时,除应立即取气体继电器中的游离气体进行检测外,还应同时取本体和气体继电器中油样进行溶解气体检测,并比较油中溶解气体与继中器中的游离气体的含量,以判断游离气8
小提示:此标准内容仅展示完整标准里的部分截取内容,若需要完整标准请到上方自行免费下载完整标准文档。