淺談變壓器故障油色譜分析

摘 要：在供電系統(tǒng)中，變壓器作為系統(tǒng)運行的主要設(shè)備之一，其對電力系統(tǒng)的安全穩(wěn)定運行起著非常重要的作用。一旦變壓器發(fā)生故障，則會影響到電力系統(tǒng)的正常穩(wěn)定運行。所以在變壓器工作時，要做好變壓器的故障檢測工作，對變壓器進行故障檢測主要有電氣量檢測和化學(xué)檢測兩種方法。但在實際檢測中，為了能更好的診斷出變壓器的內(nèi)部故障，色譜分析診斷方法比較常用。文章分析了變壓器的故障類型，同時對色譜分析方法對變壓器故障診斷進行了具體的闡述。

關(guān)鍵詞：變壓器；色譜分析；故障判別

前言

變壓器設(shè)備的故障診斷可以有多種檢測和監(jiān)測的方法，需要多種技術(shù)措施進行相互配合，從而實現(xiàn)全方位的分析決斷。由于變壓器油中各種氣體的變化會對變壓器的性能產(chǎn)生一定的影響，所以根據(jù)色譜分析方法來對油中氣體的含量進行分析，可以有效的對變壓器可能存在的故障隱患進行診斷，從而起到提前預(yù)防的目的。

1 變壓器故障類型包括

1.1 過熱

變壓器過熱時，多數(shù)原因都是由于絕緣出現(xiàn)了問題，絕緣材料在長期的應(yīng)用過程中，由于外界及內(nèi)部因素而使其材料迅速的分解，從而失去對變壓器的保護作用，引起設(shè)備產(chǎn)生過熱的故障。對于過熱故障的發(fā)生，還可能是由于裸金屬或是固體絕緣過熱所導(dǎo)致的。

1.2 放電

當(dāng)設(shè)備內(nèi)部產(chǎn)生電的效應(yīng)時，則會出現(xiàn)放電事故的發(fā)生，通常按照內(nèi)部放電效應(yīng)的強弱程度不同，將放電效應(yīng)分為高能放電、低能放電和局部放電三種情況。

1.2.1 高能放電。當(dāng)變壓器設(shè)備發(fā)生高能放電時，其所持續(xù)的時間都會很短，不會在發(fā)生之前有很明顯的征兆，但在發(fā)生放電時，則會產(chǎn)生含有乙炔、氫氣、甲烷和乙烯的氣體。

1.2.2 低能放電。低能放電是一種間歇性的故障，其發(fā)生放電效應(yīng)時不會持續(xù)很長時間，在故障發(fā)生時所產(chǎn)生的氣體與高能放電基本相同，但總氫成分的含量較低，這是由于在故障發(fā)生時所產(chǎn)生的能量較少的原因。低能放電故障多會發(fā)生在套管導(dǎo)電管、均壓圈、引線局部或是鐵心接地片等地方因接觸不良時產(chǎn)生火花的地方，所以在平時設(shè)備運行時需要對這些地方格外進行關(guān)注。

1.2.3 局部放電。當(dāng)所產(chǎn)生的氣體中以氫氣和甲烷氣體為主要成分時，可以判斷為局部放電故障，產(chǎn)生此種放電故障的原因大多是由于對于設(shè)備的維護不到位，設(shè)備在使用過程中受潮工中設(shè)備自身存在著質(zhì)量原因所導(dǎo)致的，另外在發(fā)生局部放電時也會有少量的乙炔氣體產(chǎn)生。

1.3 絕緣受潮

絕緣設(shè)備在使用過程中由于受潮而使設(shè)備的性能低下，失去對設(shè)備的保護作用而導(dǎo)致故障的發(fā)生，這時只有氫氣的氣體含量會較高，其他的氣體則不會有明顯的變化。但在此種故障發(fā)生時要注意芳烴的含量（其含量與不同品牌的油有直接的關(guān)系），這主要是由于這種氣體自身的特點所決定的。因此在進行故障診斷時，要對與故障發(fā)生有關(guān)聯(lián)的一些因素進行關(guān)注。

2 色譜分析診斷的基本程序

在色譜分析中對氣體的含量有明確的規(guī)定，所以測量完油中氣體含量時，需要與標(biāo)準(zhǔn)的規(guī)定進行相互對比，從而發(fā)現(xiàn)其中的異同點，來進行故障的分析診斷。

2.1 根據(jù)各氣體的含量值與規(guī)定的標(biāo)準(zhǔn)值進行對比，根據(jù)其含量的多少來與各種故障類型來進行對照，從而對故障進行確定。

2.2 計算產(chǎn)生速率，更好地評判故障發(fā)展程度的快慢。

2.3 拿出三比值作出仔細(xì)的對比計算，確定出來變壓器故障的類型。

2.4 檢查設(shè)備之前運行歷史，還要結(jié)合其他的分析全面的進行診斷。

3 氣體含量達到注意值時故障分析方法

3.1 氣體含量與注意值之間進行相互比對后，當(dāng)發(fā)現(xiàn)有超過注意值的氣體時則要多加留意，但并不能經(jīng)此來判斷設(shè)備的故障類型，因為在對故障進行劃分時，其標(biāo)準(zhǔn)并不是以超過注意值來定位的，還要對其數(shù)值的增長速度進行追蹤分析，只有在當(dāng)速率超過10%時才可對故障是否存在進行確定。但在判斷故障前還要對由于非故障原因所導(dǎo)致的氣體注意值超出進行綜合的考慮，以避免發(fā)生誤判斷的可能。

3.2 在對運行中的變壓器進行故障檢查時，需要首先清楚注意值與停運值之間是兩個概念，沒有必然的聯(lián)系，所以當(dāng)確定所進行的檢查不是電路問題也不是絕緣問題時，則可以暫時將變壓器停下來再進行檢查。

3.3 當(dāng)進行油色譜分析檢查時，如果油中的氫氣和烴類氣體含量都在一個穩(wěn)定的水平內(nèi)，則可以對故障情況不予考慮，可以確定變壓器是處于正常的運行狀態(tài)下。

3.4 變壓器的外部絕緣保護體由于長期處于外露的情況下，所以當(dāng)變壓器的運行時間較長時，外部絕緣保護體發(fā)生惡化的可能性也將增加，因此當(dāng)油中有一氧化碳和二氧化碳產(chǎn)生時，則需要對這兩種氣體的含量和對比值多加關(guān)注。這兩種氣體的含量與許多因素都有關(guān)系，同時對于變壓器處于開放狀態(tài)還是密封狀態(tài)下時這兩種氣體的比值范圍也是有所不同的，所以對注意值進行確定時要分不同的情況下進行。

4 氣體增加由于外部原因造成的情況

4.1 油泵軸承磨損故障、油流繼電器故障等。

4.2 散熱片堵塞引起故障。

4.3 C2H2增加，原因可能是設(shè)備外部電焊引起的氣體。

4.4 設(shè)備本體由于進水造成H2含量增加。

4.5 油質(zhì)量不高，油品色譜不合格。

4.6 慮油機在真空過油的時候溫度太高導(dǎo)致油裂解。

4.7 周圍外部環(huán)境（電石爐）造成，或者油流靜電、試驗標(biāo)氣不純、過負(fù)荷等原因。

5 根據(jù)三比值法分析判斷方法

在利用三比值方法進行診斷設(shè)備故障的時候要注意幾點問題，首先要清楚三比值的構(gòu)成是通過對C2H2/C2H4、CH4/H2、C2H4/C2H6的值計算得出的，然后再經(jīng)過統(tǒng)計分析出不同的故障類型，在分析和應(yīng)用的過程中要注意的是：

5.1 這種比值的方法在對油中氣體含量比較正常的情況下是不起作用的，沒有應(yīng)用的價值。

5.2 對比三比值方法分析之后，觀察各種特征氣體在超過注意值得時候，氣體成份的濃度大于分析方法靈敏度極限值的10倍，再結(jié)合其他分析方法綜合判斷得出設(shè)備內(nèi)部確實存在故障，然后才可以應(yīng)用三比值的方法分析故障的類型和故障。假如沒有確定設(shè)備內(nèi)部是否存在故障就參照這種方法分析，是極其容易出現(xiàn)誤判的，誤判故障存在也許會造成很大的經(jīng)濟損失，甚至還會有不必要的人力和物力付出。

6 結(jié)束語

油色譜分析方法能夠效率準(zhǔn)確的判斷出變壓器中潛在的風(fēng)險和故障，但是在遇到具體的情況的時候，不能盲目的按照標(biāo)準(zhǔn)來執(zhí)行，故障發(fā)生的實際情況或者故障發(fā)展的程度，要和一些外部電氣試驗數(shù)據(jù)還有設(shè)備在實際運行的過程中可能遇到的狀況，要綜合分析，根據(jù)現(xiàn)場情況來操作，另外就是要充分利用油化學(xué)檢測及其靈敏性的特點，把作用發(fā)揮到最大，幫助分析判斷故障的類型和性質(zhì)，并且能夠提出及時有效地檢修策略，提高變壓器的安全可靠性和運行的壽命。

參考文獻

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