一起運行變壓器油中氣體組分出現異常的分析和措施

李玨珊

(廣東電網公司東莞供電局試驗研究所,廣東東莞 523000)

一起運行變壓器油中氣體組分出現異常的分析和措施

李玨珊

(廣東電網公司東莞供電局試驗研究所,廣東東莞 523000)

變壓器是電力系統的樞紐設備，它的可靠運行對電力系統的安全、經濟運行有重大的意義。然而變壓器內部故障的信息往往可以通過變壓器油中氣體組分出現異常體現出來。根據變壓器油中氣體的組分和含量，可以判斷出變壓器內部是否存在故障及性質和嚴重程度。通過油離線色譜分析和安裝在線油色譜監測裝置，可以監視變壓器的運行狀況，當變壓器出現異常情況時可以及時采取有效的措施，防止變壓器發生事故，對保障變壓器安全運行。

變壓器油 油色譜 油在線監測 異常的分析和措施

變壓器油中溶解氣體組分出現異常，表示變壓器內部可能存在故障。試驗人員可以通過氣相色譜法進行跟蹤試驗和安裝油在線監測裝置進行監測，觀察氣體組分含量變化趨勢。根據氣體組成含量及其變化趨勢，判斷變壓器內部是否有異常情況。通過油中氣體分析，對早期診斷變壓器內部故障和故障性質提出針對性的措施，實現變壓器不停電檢測故障安全生產等具有極為重要的指導意義。由于試驗室內的油色譜分析試驗需要人為的操作環節多，對需要跟蹤分析其發展狀況和產氣速率的變壓器不能實現連續的監測，對一些連發性故障的變壓器，我們采取安裝油色譜在線監測裝置。隨時監測到油中溶解氣體含量的變化，設置報警值及時報警，從而保護了設備乃至電網的安全。

1 分析

110kV河畔站#1主變在2013年1月17日預試中測得乙炔含量為1.1uL/L，后安裝了一臺多組分絕緣油在線監測裝置，自運行以來，在線監測裝置測得油色譜各組分含量均較穩定，乙炔一直穩定在1.6uL/L左右數值。2013年6月5日，110kV河畔站#1主變安裝的絕緣油在線裝置發出報警信號，發現#1主變絕緣油色譜乙炔由1.6uL/L 突然增長到2.94uL，氫氣、甲烷、乙烷、乙烯等組分也有所增長，總烴由24.48uL/L上升到33.94uL/L。

當天我們對該主變本體取油樣進行離線色譜試驗，證實乙炔含量出現異常的增長，由上次的1.10uL/L上升到4.11uL/L，其他氣體組分也有所增長（具體數據見表1）。該臺主變負荷一直較輕，近期負荷在2.4萬千瓦左右，未發生過近區短路故障。南網預試規程要求：110kV運行中變壓器乙炔含量注意值為5uL/L。

經計算，C2H2的絕對產氣速率：

總烴的絕對產氣速率：

結果可以看出，總烴的絕對產氣速率在國家標準中變壓器油中溶解氣體分析和判斷導則里總烴絕對產氣速率注意值的范圍內。但乙炔的絕對產氣速率超出國家標準中乙炔的絕對產氣速率的注意值（總烴≤12ml/d；乙炔≤0.2ml/d）。

在2013年6月5日，110kV河畔站#1主變的油在線監測裝置系統運行中，發現該主變油中氣體含量出現異常增長，我們采取縮短該主變油在線監測裝置系統的測試周期為每天3次的跟蹤措施，同時進行相對應的色譜離線試驗。從在線監測裝置系統提供的數據可見，油中溶解氣體含量異常增長由6月5日開始持續到6月8日，之后各組分含量一直保持穩定的狀態。

主變油在線監裝置測數據與離線同期數據相對比（見表2），相差不是太大，以此說明了主變油在線監測裝置數據的準確性。由于試驗室內的油色譜分析需要人為的操作環節多，對需要跟蹤分析其故障發展狀況和產氣速率的變壓器不能實現連續的監測，對一些可能會有突發性故障的變壓器，油在線監測裝置可以起到至關重要的作用。

表1 近幾次離線色譜數據（單位uL/L）

表2 與離線色譜日期對應的在線監測數據（單位uL/L）

圖1 近期在線監測數據

就整體而言，主變油在線監測裝置系統實質是傳統的試驗室色譜儀的縮小版。從分析技術的角度來看，該監測系統中油氣分離單元、氣體組分分離單元及氣體檢測單元的技術性能好壞直接決定了整個色譜在線監測裝置系統的性能。主變油在線監測裝置一方面有效彌補試驗室離線色譜分析周期長的不足，另一方面有望減少設備故障跟蹤分析過程中離線色譜的工作量，是氣相色譜技術的補充和發展，可作為縮短或延長對變壓器油試驗周期的一個科學依據，為大型變壓器走向狀態檢修機制從而獲得最大限度的檢修周期提供了必要的技術支持，是電力系統發展的必然要求和趨勢。

2 措施

由于110kV河畔站#1主變的絕緣油離線色譜試驗中，乙炔含量并沒有超南網預試規程中的注意值，為了減輕不必要的停電所帶來的經濟損失，我們縮短對該主變的色譜試驗周期及繼續密切關注其絕緣油在線監測裝置上面的數據，及時發現設備異常。截至9月22日，在線監測儀的監測數據顯示，110kV河畔站#1主變油中溶解氣體含量沒有明顯變化，如圖1所示。

在此期間，我們亦對該設備進行了3次離線的色譜分析，分析結果同樣顯示氣體含量沒有明顯變化。

3 結語

當變壓器油中溶解氣體組分出現異常時，進行綜合分析，采取得當的防范措施，如通過縮短離線色譜取樣試驗經的周期和安裝油在線色譜監測裝置，對變壓器運行情況的監測，嚴格監控潛伏性故障發展的趨勢，避免不必要的停電及帶來的經濟上的損失。

通過幾個月以來對110kV河畔站#1主變在線及離線色譜數據的跟蹤觀察，我們判定該主變的運行狀態趨于穩定。并且，經過對比，證明該主變的在線監測裝置能真實有效地反映出氣體組分含量及其變化趨勢。因此我們決定把在線監測試驗周期設為1天1次，同時仍然保持每月進行一次離線試驗，以繼續對該主變的狀態進行監測，及時發現設備故障，保障設備安全運行。

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