淺談變壓器油色譜分析及故障判斷

王慶庫

摘 要：變壓器作為電壓調控裝置，是電力系統(tǒng)最為常用的設備，其工作質量對電力系統(tǒng)的安全運行至關重要。在電力系統(tǒng)變電器長時期的使用過程中，變壓器出現故障很難避免，為了能夠準確對變壓器故障進行判斷，可以利用色譜分析方法來針對變壓器油質的變化情況來對變壓器運行的狀況進行判別，從而準確的判斷故障的種類，確保變壓器運行的安全發(fā)。文中從變壓器故障的原因及種類入手，對利用色譜分析故障的原理進行了分析，同時色譜分析在變電器故障判斷中的意義進行了闡述，并進一步論述了如何對變壓器油進行色譜分析。

關鍵詞：變壓器；色譜分析；故障判斷；變壓器油；意義

前言

變壓器作為電力系統(tǒng)運行過程中非常重要的設備，其運行過程中，隨著運行時間的增加，內置的變壓器油會發(fā)生一定的化學反應，而在變壓器出現故障時，變壓器油的化學變化程度則會更嚴重，而且不同的故障會導致變壓器油呈現出不同的顏色，所以可以利用色譜分析來對油色的變化情況來對變壓器故障種類進行判斷，確保變壓器故障能夠得到及時修復，保證電網安全、穩(wěn)定的運行。

1 變壓器故障的原因

運行中的變壓器，其故障的發(fā)生都會存在著一定的潛伏期，在這段時間內變壓器在運行過程中會產生一系列的效應和信息。特別是在當前大型電力變壓器的絕緣和散熱都是用油來實現的，這樣在運行電壓下，各種電、熱、氧、局部電弧等多種因素作用下變壓器油和油中的固體有機絕緣材料都會發(fā)生變質和裂解，產生低分子氣體，同時這些氣體的產生速度由于所于變壓器內部潛伏性過熱及放電故障下會加快，而且這些裂解出來的氣體在油中形成氣泡，經過對流和擴散等不斷的溶解在油中，而不同故障所產生的氣體組分和含量也會有所差異，從而可以作為判斷變壓器故障的特征量。

2 變壓器故障種類

2.1 溫度過高導致的故障

變壓器屬于帶電工作的設備，在其運行過程中，一旦負荷電流過大時，則會產生溫度過高的現象，而當內部溫度超過所能承受的最高值時，則會導致其他部件受到不同程度的損壞，影響變壓器正常的工作。在變壓器溫度過熱故障中，最為常見能通常有裸金屬過熱及絕緣固體過熱等。

2.2 變壓器受潮導致的故障

在潮濕的環(huán)境下變壓器會發(fā)生故障。特別是水會對變壓器帶來嚴重的影響。而變壓器通常都是安裝在戶外環(huán)境中，這就導致與水接觸的機率較大，特別是在雨天，一旦雨水進入到變壓器內部，則會導致變壓器故障發(fā)生，嚴重時可能會發(fā)生爆炸。同時在潮濕環(huán)境下，變壓器內部一些部件的正常性能也會受到較大的影響。

2.3 內部漏電導致的故障

漏電也是導致變壓器發(fā)生故障的重要因素，由于變壓器作為電壓調節(jié)設備，其需要與眾多的電流部件進行接觸，這就導致其出現漏電的機率增加，一旦變壓器內部某一部件發(fā)生漏電現象，則會導致其他部件受損，對變壓器的正常運行帶來較大的影響。

3 利用色譜分析故障的原理

變壓器的設計原理中，絕緣工作的設計主要是通過變壓器油和絕緣材料來進行，變壓器油加上特殊的絕緣材料，能夠在變壓器的正常工作中，有效地對電流進行絕緣，維持變壓器內其他部件的正常工作。而變壓器油是從石油原油中分離出來的一種油質，因此，變壓器油也包含了石油的構成元素烷烴、環(huán)烴族飽和烴等化學有機物。變壓器在正常的工作過程中，內部的電流轉換等化學反應會對變壓器油的化學性質產生一定的改變。處于運行中的變壓器，在運行過程中各種因素的影響，其絕緣材料和變壓器油原有的化學性質會受到不同程度的破壞，從而導致一些性質上的變化發(fā)生，特別是變壓器油在變壓器運行過程中其受在溫度過高時發(fā)生化學變化，從而使其原有的化學構成元素出現改變，有一些氣體得到分解出來。

變壓器油在長時間的使用過程中，其化學性質發(fā)生改變，從而有氣體產生，這些氣體充分的融入到油質中，從而導致變壓器油的色譜發(fā)生改變，呈現出來的顏色也會有所不同。特別是在變壓器發(fā)生故障時，變壓器油的顏色則會變化的更為突出。主要是由于在故障時，變壓器油與絕緣材料會有化學反應發(fā)生，從而導致更多的氣體產生，使變壓器油的色譜變化更為明顯。故障不同，變壓器油質所表現出來的顏色也會存在差異。由于變壓器油與故障之間的這種變化關系，所以可以利用色譜分析來對變壓器故障種類進行判斷，確保及時找到故障的原因并盡快解決。

4 色譜分析在變電器故障判斷中的意義

4.1 維持變壓器正常運轉

利用色譜分析來對變壓器故障進行判斷，可以有效的確保變壓器運行的正常性，使電網能夠安全穩(wěn)定的運行。同時利用色譜分析法來分析變壓器油的變化，能夠更真實的對變壓器運行的狀況進行有效掌握，確保電力系統(tǒng)的運行更加安全、可靠。

4.2 及時發(fā)現潛在故障

利用色譜法來對變壓器油進行分析，可以有效的對變壓器的故障種類進行判斷，能夠確保變壓器操作人員及時發(fā)現變壓器運行過程中存在的不安全隱患，及時進行清除。而且通過變壓器安全的運行，整個電力系統(tǒng)運行的安全都能夠得到較好的保障，可以避免發(fā)生事故時導致的巨大經濟損失。

5 如何對變壓器油進行色譜分析

5.1 取出一定量的變壓器油

在利用色譜來對變壓器油進行判斷時，需要通過幾個具體的操作步驟來對可有存在的故障種類進行判斷。首先，需要利用試管或是注射器取出一定量的變壓器油，然后將其裝在玻璃容器內，留作備用。

5.2 分離變壓器油中氣體

將取出后放在玻璃容器內的變壓器油進行分析，從而來對變壓器的故障種類進行判定。將玻璃容器內備用的變壓器油放入到真空脫氣裝置中，對其溶入到變壓器油中的氣體進行分離，使其與液體分離開來，從而為下面的檢測工作做好準備。

5.3 通過鑒定器檢測

通過脫氣裝置將變壓器油內的氣體和液體分離后，將分離出來的氣體裝入到鑒定器內，鑒定器會根據這些氣體的成分及構成來進行鑒定，并將所鑒定到的結果轉化了電子數據，從而根據氣體的性質來對變壓器的故障進行判斷。

5.4 判斷故障種類

在對變壓器內部故障種類進行判別時，可以利用鑒定器通過對變壓器內部油質中所含有的氣體類型的鑒定即可實現，通過對故障確定后可以及時采取有效的維修方法來對故障進行排除，確保變壓器運行的安全性。色譜分析法在對變壓器故障種類判斷時操作簡單、方便，故障判斷正確率較高。

6 結束語

變壓器工作是否正常，可以通過油色的變化情況真實的反應出來，色譜分析法是當前電力系統(tǒng)對變壓器運行狀況進行監(jiān)測較為常用的方法，通過色譜分析可以有效的根據變壓器油色變化來對變壓器的工作狀態(tài)進行有效掌握。所以通過掌握色譜分析方法來對變壓器油色進行辨別，可以有效的維護變壓器運行的穩(wěn)定性和安全性，及時排除變壓器存在的隱患，確保電力系統(tǒng)能夠安全、穩(wěn)定的運行。

參考文獻

[1]王海瑞.淺析大型變壓器油色譜分析及故障判斷[J].電源技術應用，2013（5）：158.

[2]吉亞民.大型變壓器狀態(tài)評估及故障診斷技術研究[D].華北電力大學，2012.

[3]王繼偉.大型變壓器在線監(jiān)測系統(tǒng)的應用分析[D].山東大學，2013.