述变压器色谱分析与故障概诊断

述变压器色谱分析与故障概诊断

徐佳

保定市供电公司，河北保定市， 071000.

摘要：现阶段随着我国的经济水平提升，人们对电力需求以及要求上也有所提升，本文针对油色谱分析方法在实际运行的变压器故障诊断中的应用进行了深入的分析。首先采用特征气体法、发热放电（TD)图法以及三比值法相结合的方法判断故障类别，再对故障点热源温度进行估算，最后根据地绝缘油的绝对产期速率确定的严重程度以判断是否需要变压器停运检修。对变压器停运并吊芯检查后的故障情况与油色谱分析法所得结论一致，表明所运用的方法是一种简单、有效、准确的变压器故障诊断方法。

关键词：变压器油；色谱分析；故障诊断

油色谱分析法是变压器故障分析和判断的一种传统方法，具有高可靠性和灵敏度、操作方便等优点，是目前实际生产中使用最多的变压器故障检测方法。

1. 变压器的故障分析

1.1变压器热故分析

变压器的故障类型比较多，受到的因素影响不同在故障的类型上也有着不同，变压器的故障总的来说可以分为两种类型，一个就是过热故障，一个就是放电故障。首先从过热故障的层面进行分析，过热故障主要接触不良所致，以磁路和导体故障为主要的表现形式。这一过热故障在没有涉及固体绝缘的时候，所产生的气体就是低分子烃类气体，在温度相对比较低的时候，烃类气体的占比就比较大。

1.2变压器放电故障分析

变压器故障中的另一故障类型就是放电故障，在这一类型故障当中的放电类型也比较多。主要有火花放电故障以及部分放电故障和电弧放电故障几个故障类型。其中火花放电故障主要空隙性的放电故障，变压器内火花放电主要是发生在引线以及套管储油柜，对电位没有固定套管。在变压器内发生了火花放电的时候，油中的溶解提起特征气体主要就是以C2H2、H2为主，在这一故障的能量层面相对比较小，一般含烃的量并不是跟高，而油当中所溶解的C2H2在总烃中得份额到达百分百之二十五到之九十左。另外，在放电故障中的电弧放电故障层面，主要是经过线圈匝以及层间穿较为常见。然后就是引线处开裂以及对地闪络等出现的故障。电弧故障的主要特征就是产气比较敏捷，而且量也比较大。在变压器的内部发生了电弧放电故障的时候，在油当中溶解故障特征气体主要就是C2H2、H2。因为故障发生的比较敏捷，所以气体还融入到油当中就已经释放到气体继电器当中了，这样在油中溶解气体组分 就要比故障点位置和时间有着紧密的联系。

2色谱分析在故障诊断中的应用

2.1产气特征

一旦变压器内部发生故障问题，那么变压器在运行过程中所释放的气体性质就会发生相应的改变。因此，技术人员能够依据气体性质及属性对变压器存在的故障进行有效的辨别。例如，在出现放电故障时，变压器油中会含有氢气占比高于总量的90%；在高温故障时会释放甲烷及乙烯，在总烃含量占比中高于80%；在出现局部放电情况时，主要释放气体为氢气，次之为甲烷。通常而言，氢气在氢与总烃的占比中高达90%，而甲烷和总烃之比高于90%。因此，要针对变压器运行时所释放的不同气体特征能够对故障类型进行具体判断。

2.2产期速率

考虑到变压器油内部包含可燃性气体，这就使得其在热环境中及电厂环境中会产生自动分解，与此同时，气体的产气速率也会随之加快。因此，在对变压器内部故障问题是否存在进行具体判断的过程中，需要依照变压器油内部的气体含量和气体增长速度两方面要素进行判断，若变压器内部确实存在故障，则在进行故障判断的同时，还需对变压器油中所包含的气体产期速率进行考量，并以此作为判断依据，对变压器故障进行更加科学合理地诊断。

2.3根据产期速率进行故障判断的方法

1. 在对变压器有无故障存在进行判断的过程中，可依照变压器油中所包含的总烃含量与产期速率，并结合色谱分析方法对其故障类型加以判断。同时，依据色谱分析最终所得出的变压器后内部总烃绝对值和产期速率是否高于注意值进行故障诊断，以此判断变压器的实际运行状态。其中，注意值指是变压器正常运行状态下，变压器油内所含的各种气体类型及所占比例、产期速率等数据值。（2）当总烃绝对值高于实际值，却低于此数值的3倍，且总烃气体的释放速率低于实际值时，则变压器内部存在故障。考虑到此类故障蔓延趋势较为缓慢，因此可采取继续运行持续观察的方法进行下一步检修作业。（3）若总烃高于注意值，却低于注意值的3倍，且总烃气体的释放速率维持在注意值1-2倍的区间范围内时，则变压器内部存在故障，此时需缩短试运行周期，并对故障的发展趋势加以密切关注。

3、试验经过

2012年4月20日某变压器进行预防性试验，试验中发现缺陷

4. 变压器色谱分析方法

4.1变压器油采样

在运用上述色谱分析对变压器所存在的内部故障进行分析时，必须通过采样的方式，从变压器中取出适量的油体，在这一过程中，主要采取试管或注射器对变压器油进行采样，与此同时，还需将采集样品及时盛装在容器当中以供分析使用。此外，还需确保油样储存容器具备良好的清洁性，避免杂质对油样成分造成污染，从而影响到最终的检测分析效果。

4.2分离气体

在完成上述操作后，需要将容器中所储备的变压器油置入到脱气设备内部，实现变压器的气、液分离作业，然后才能够有针对性地对气体性质实施分析和检测，从而得出变压器内部有无故障问题出现的最终结果。

4.3鉴定器检测

在对变压器油内部所含的气体实施检测的环节中，可采取专业的气相色谱仪对经过分离采集到的气体进行检测，得出气体中的化学成分以及构成类型等具体数据。同时，还需将得出的数据进行电子信息式的数据转化，并做好数据存档工作，在这一过程中，可借助现代化电子计算机及数据库实施对鉴定数据信息的存储，以便后续进行高效的故障分析和研究。

结束语

本文对变压器的油色谱分析方法进行了讨论，并对其在实际生产中的应用进行了分析，对变压器的故障进行正确的处理。但由实例可知，油色谱分析方法仍然存在以下不足，常用的判断方法，如三比值法存在只能定性分析方法不能定量判断的缺陷，通气技术的缺陷会引起测量误差，导致误判。而这些不足之处是未来变压器油色谱检测技术的发展方向。

参考文献：

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2. 薄新全，李壮和。变压器故障的色谱分析及判断（J)。中州煤炭。2015（06）

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4. 黄佳.变压器电气安装施工中存在的问题及预防措施（J)。中国新技术新产品，2011（08）。