變壓器油化驗在數據分析與診斷中的應用

陳南清

摘 要：為提高變壓器運行穩定性，需對其進行定期檢測，而通過檢測變壓器中油可判斷出其運行狀態，并可判斷出發生故障的零部件。文章對此進行了深入細致的分析和探討，以期為相關人士提供參考和借鑒。

關鍵詞：變壓器；化驗數據；故障診斷

廣東粵電湛江生物質發電有限公司SZ11-63000/110變壓器天威特變，2013年8月24日23：31，#2機組負荷47MW，主開關1102 跳閘，滅磁開關跳閘，#2發變組“主變差動保護”，“主變重瓦斯”，“主變輕瓦斯”等保護動作，從錄波圖看出是BC相故障導致保護動作切機，保護動作正確，立即抽取變壓器油化學化驗，其中2013.8.25取#2變壓器油化驗水份時為9uL/L，水份不超標合格。

1 變壓器油化驗數據分析

1.1 #2變壓器油化驗數據（表1）

1.2 #2變壓器油趨勢（圖1）

2 變壓器三比值法

三值法主要是在羅杰斯比值法的基礎上進行優化，它是利用檢測變壓器油中的CH4/H2、C2H2/C2H4、C2H4/C2H6三對氣體的比值，且不同比值分別表示不同的編碼，再利用編碼手冊可以查詢到變壓器出現的故障，從而對癥采取相應的措施。

在變壓器油化驗中，需要注意以下兩點：第一，如果檢測出各種氣體含量在正常范圍內，可不進行三比值法；第二，如果油檢測出各氣體含量比例超出正常范圍，且各氣體含量超出靈敏度極限值的10倍，結合變壓器使用癥狀可判別出其內部出現異常情況，這時可使用三比值法進一步分析變壓器內部故障。所以三比值法只適用于2013.8.25變壓器油數據。（表2）

三比值法數據為：102為電弧放電類型故障

3 #2變壓器油的氣相色譜結果分析

色譜分析：針對變壓器中油進行氣相色譜分析，可以檢測出內部氣體含量，并通過三對比值法，可以及時發現變壓器內部零件出現的故障，該方法可以有效監督變壓器安全運行的保障。同時，根據作者多年電力工作經驗可知，氣相色譜檢測技術受外界影響較小，可以對變壓器內部各部件進行實時動態監測，避免變壓器發生重大安全事故。

研究表明，變壓器內部結構絕緣物質是有機油性紙，若變壓器內部零件出現燒損故障時，絕緣油紙溫度升高會分解出有機氣體。根據化學知識可知，有機類物質（碳氫化合物）具有不同化學鍵結構，且其熱穩定隨化學鍵的不同而有一定差距，在油性絕緣紙溫度逐漸升高過程中，依次會分解出烷烴、烯烴、炔烴等有機氣體。變壓器在正常工作狀態下，其內部設備和絕緣油紙會出現老化，也會釋放一定量的氣體，如CO、CO2等，而這些氣體可以有效溶解在油中。但是一旦變壓器內部零部件短路或溫度過高，有機氣體分解速度隨故障發展而加快，并在油中形成對流后溶解于油中，且故障的嚴重程度不同會釋放出不同組合的氣體。因此，在變壓器正常工作中，需要定期對其內部油中氣體做色譜分析，并判斷設備內部故障，避免故障向惡性發展。

目前關于變壓器內部放電故障表征調查研究的經驗報告顯示主要指標為乙炔氣體含量。一般說來正常工作的變壓器內不產生此種氣體，若在變壓器工作監控分析中檢測到乙炔氣體含量上升較快，則該變壓器可能存在嚴重的放電故障。此時應密切監視發展情況。變壓器內總的烴類氣體很高，氫氣含量也高，乙炔是總烴的主要成分，則有可能有電弧放電性故障。用三比值法進行判斷，即CH4/H2、C2H4/C2H6、C2H2/C2H4。例如，三比值編碼為102時，故障性質可能是高能量放電。所以根據化試班2013.8.25#2變壓器油化驗數據，這次#2變壓器內總的烴類氣體很高，氫氣含量也高，乙炔是總烴的主要成分，為高能量電弧放電性故障。