油浸式變壓器油中氣體分析 CO 異常  廖家宏 瑞晶電子 / 廠務工程部 瑞晶電子 / 廠務工程部 2010/9/28.

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1 油浸式變壓器油中氣體分析 CO 異常  廖家宏 瑞晶電子 / 廠務工程部 瑞晶電子 / 廠務工程部 2010/9/28

2 Page 2/29  油中氣體分析概述說明 :  油中氣體分析功能說明  Rexchip R1 電力架構與 MTR 負載狀況說明  檢視規範管制值 :  IEEE C57.104-91 & IEC 60599 & TPC  與本廠檢驗數據比較  本廠油中氣體分析檢視 :  CO 異常增生初期  CO 生成的因素  分析手法  糠醛分析  改善後追蹤 :  停機內檢  CO 增生率檢查  加強散熱後比對  結論 and Q & A SUMMARY

3 Page 3/29  油中氣體分析概述說明 :  油中氣體分析功能說明  Rexchip R1 電力架構與 MTR 負載狀況說明  檢視規範管制值 :  IEEE C57.104-91 & IEC 60599 & TPC  與本廠檢驗數據比較  本廠油中氣體分析檢視 :  CO 異常增生初期  CO 生成的因素  分析手法  糠醛分析  改善後追蹤 :  停機內檢  CO 增生率檢查  加強散熱後比對  結論 and Q & A: SUMMARY

4 Page 4/29 1-1 油中氣體分析概述 : 油浸式變壓器於運轉過程中會伴隨產生氣體，這些氣體可能因正常的 老化而少量生成，更有可能是因故障而產生大量氣體或高能量之氣體，根 據所呈現的氣體種類及濃度，經由換算即可推斷變壓器故障的肇因，絕緣 油一般分析九種氣體：氫、氧、氮、甲烷、乙烷、乙烯、乙炔、一氧化 碳、二氧化碳等。 主要出現之氣體故障類別 1. 氫、乙炔油中電弧 2. 氫、 ( 甲烷少量 ) 油中電暈 3. 乙烯、 ( 甲烷、乙烷少量 ) 油過熱 4. 一氧化碳絕緣材料過熱 5. 氫、甲烷、乙烯、乙炔初期過熱，而後惡化為電 弧 6. 氫、乙炔、一氧化碳、二氧化碳固體絕緣材料的電弧 7. 氫、甲烷、乙烯、一氧化碳、 二氧化碳絕緣材料或其附近的過熱 8. 甲烷、乙烯正常老化 9. 氧空氣滲入

5 Page 5/29 1-2 瑞晶 R1 廠電力架構與負載狀況 : 161KV GIS 主變電站 GCB-R12000 主變壓器 #2 台電架空線路轉地下線路供電 特高壓氣體絕緣開關 GIS 台電電源 161KV ( 山、海線 ) 161/22.8KV 75MVA 主變 壓 22.8KV 開關設備 主變壓器 #1 主變電站 GCB-R11000 22.8KV 開關設備 161/22.8KV 75MVA 主變壓  變壓器負載 相當平均

6 Page 6/29  油中氣體分析概述說明 :  油中氣體分析功能說明  Rexchip R1 電力架構與 MTR 負載狀況說明  檢視規範管制值 :  IEEE C57.104-91 & IEC 60599 & TPC  與本廠檢驗數據比較  本廠油中氣體分析檢視 :  CO 異常增生初期  CO 生成的因素  分析手法  糠醛分析  改善後追蹤 :  停機內檢  CO 增生率檢查  加強散熱後比對  結論 and Q & A: SUMMARY

7 Page 7/29 2-1 IEEE C57.104-91 & IEC 60599 & TPC 規範比較  根據 IEC60599 對全球 15 個個別系統, 超過 15,000 台電力變壓器長期追蹤， 得到各氣體典型濃度， CO 正常值約在 540~900PPM 。  再進一步根據 IEEE 的檢 測建議值比對， CO 正常 濃度約小於 350PPM 。  根據台電現行 161KV 變 壓器油中氣體分析基準來 看， CO 正常濃度約小於 300PPM 。  若依據變壓器製造廠以 及使用區域環境狀況來看， 以本廠應參考台電的基準 較適合。 IEC60599 90% 電力變壓器典型氣體濃度表 單位 μL/L TR 次要形式 H2H2 CH 4 C2H6C2H6 C2H4C2H4 C2H2C2H2 COCO 2 無 OLTC 60~15 0 40~11 0 50~9 060~2803~50 540~90 0 5100~1300 0 連通 OLTC 75~15 0 35~13 0 50~7 0 110~25 0 80~27 0 400~85 0 5300~1200 0 狀態 TPC 161kv 變壓器油中氣體分析基準 單位 PPM H2CH4C2H6C2H4C2H2COTDCG △ TDCG （ PPM/ 年） 注意 100150 100Trace300650250 異常 200300 20015600130060

8 Page 8/29 由上表可以看出本廠僅有 CO 值大於 TPC 以及 IEEE 的管制值。 除了 CO 以外的特徵氣體無明顯增生。 2-2 與本廠檢驗數據比較

9 Page 9/29  油中氣體分析概述說明 :  油中氣體分析功能說明  Rexchip R1 電力架構與 MTR 負載狀況說明  檢視規範管制值 :  IEEE C57.104-91 & IEC 60599 & TPC  與本廠檢驗數據比較  本廠油中氣體分析檢視 :  CO 異常增生初期  CO 生成的因素  分析手法  糠醛分析  改善後追蹤 :  停機內檢  CO 增生率檢查  加強散熱後比對  結論 and Q & A: SUMMARY

10 Page 10/29 3-1.1 CO 異常增生初期 TPC CO 管制值 :300PPM IEEE Std C57.104-91 管制值 :350 PPM  增生率異 常攀昇

11 Page 11/29 3-1.2 增生率分析 氣體增生率計算公式 :

12 Page 12/29 3-2 CO 生成的因素 殘留物 木炭 木材 H 2 、 CO 2 、 CO 、 CH 4 焦油、醋酸 氣體 乾餾 揮發物 液體 ( 加熱 ) ( 木煤氣 )  CO 怎麼來的 ?

13 Page 13/29  氣體增生情況模擬 在正常情況時負載率沒有太大變化 之下，氣體增生情形如黑色線，反 之若問題點一直存在如紅色線。 若只有一個問題點存在時，勢必 key gas 會為一特定比例，隨時間 增加。 3-3.1 分析手法  Gas TT

14 Page 14/29 3-3.2 分析手法  確認檢查數據的正確性 更改取樣頻率追蹤 委請第三公正單位協助取樣分析 變更取樣方式 交叉比對  針筒式取樣

15 Page 15/29 3-3.3 分析手法  根據杜南保比值法檢視  檢視歷史數據各氣體在 TDCG 相對比例  取自三菱電機技報，變壓器之預防保 養技術， Vol.66 ． No ． 12 ． 1992 。 杜南保比值是跟各特徵氣體占 TDCG 的比 例特徵來觀察故障類型。 由上表得知本廠歷年 CO/TDCG 都是 90% 以上。 比對杜南保比值法此為過熱纖維質的特 徵比例。

16 Page 16/29  導致絕緣紙過熱的因素 絕緣紙劣化之因子有熱、水分、氧。 內部熱流循環不良，造成局部過熱。 本廠歷年油品含水量 <25PPM 為正常 本廠歷年油品電介質強度 >30KV 為正常 3-3.4 分析手法  油品分析結果 含水率皆小於 25PPM ，無含水率過高之虞。 油品介電強度皆大於 30KV ，代表油品無劣化 的可能。

17 Page 17/29 3.4 糠醛分析  確認絕緣紙狀況 絕緣紙劣化所產生的生成物包含了有機酸、水分、碳酖 (calbonyl) 、乙醚 (ether) 、乙 醛、糠醛等物質，若絕緣紙真的劣化，那勢必可以利用糠醛分析來檢驗之。 異常值為 4000 PPB

18 Page 18/29  檢視檢查項目  還有哪裡有問題 ? 油品含水量 OK 油品介電強度 OK 糠醛分析 OK PD 檢測 OK 可以確認 CO 的確是過高，異常增生。 唯一點尚未查證，內部局部過熱 。  開蓋檢查重點 一次側套管以及二次側接線箱，檢查接點是否有鬆動。 內部絕緣紙是否有受熱破壞而變色的情形 。

19 Page 19/29  油中氣體分析概述說明 :  油中氣體分析功能說明  Rexchip R1 電力架構與 MTR 負載狀況說明  檢視規範管制值 :  IEEE C57.104-91 & IEC 60599 & TPC  與本廠檢驗數據比較  本廠油中氣體分析檢視 :  CO 異常增生初期  CO 生成的因素  分析手法  糠醛分析  改善後追蹤 :  停機內檢  CO 增生率檢查  加強散熱後比對  結論 and Q & A: SUMMARY

20 Page 20/29 4-1.1 停機內檢  開一次側套管檢查接點與絕緣紙  並蓋上透明 PVC 膠膜防止灰塵污 染  一次側檢查

21 Page 21/29 4-1.2 停機內檢 發現密封墊有受熱變形的情形 開二次側接線箱檢查 於檢查螺絲磅數時發現螺絲鬆動 ( 紅圈處 ) 內部絕緣紙檢查 ( 絕緣紙顏色較深 )  二次側檢查

22 Page 22/29  友廠絕緣紙劣化實際照片 4-1.3 停機內檢  可以看到絕緣紙變成深咖啡色

23 Page 23/29 絕緣紙顏色比較 一次側絕緣紙檢查 二次側絕緣紙檢查 友廠絕緣紙劣化照片 4-1.4 停機內檢  絕緣紙顏色比較  比較結果 絕緣紙顏色深度一次側 < 二次側 < 友廠劣化。 一次側受熱程度小於二次側。 因二次側螺絲鬆動造成局部過熱，由此可以 看出端倪。

24 Page 24/29 4-2 CO 增生率檢查 CO 增生率確實穩定了，且半年內僅增加 3PPM 。 其他特徵氣體並無明顯增加。  濾油後油中氣體分析數據

25 Page 25/29  MTR 油溫比較 4-3.1 加強散熱後比對  MTR#2  未加強散熱  MTR#1  加強散熱

26 Page 26/29 4-3.3 加強散熱後比對  濾油

27 Page 27/29 結論  油中氣體分析數據建議採行趨勢化分析。  運轉初期施作油中氣體分析時，建議加作糠醛分析，建立運 轉特徵值。  若有個別氣體增生，應就其歷史增生率做比對才能更精確找 出問題。  若 CO 異常增生，問題點改善後，建議加強散熱減緩熱劣解， 延長設備使用壽命，這也是另一種節能減碳的表現。

28 Page 28/29 Q ? & A

29 Page 29/29 THE END 簡報結束