變壓器油色譜分析及故障判斷

牟雪梅+馬靜潔

摘 要：在當(dāng)前電力系統(tǒng)中變壓器應(yīng)用十分普遍，變壓器作為電壓調(diào)控裝置，其運行的好壞會對電網(wǎng)安全穩(wěn)定的運行帶來直接的影響。因此要提高變壓器運行的質(zhì)量，及時發(fā)現(xiàn)變壓器運行過程中存在的問題，充分利用變壓器油色譜分析來辨識變壓器存在的故障隱患，保證變壓器運行的安全性和可靠性。文中從變壓器色譜分析的原理入手，對如何進(jìn)行色譜分析進(jìn)行了探討，并進(jìn)一步對變壓器油色譜分析在判斷故障中的重要意義進(jìn)行了闡述。

關(guān)鍵詞：變壓器；油色譜分析；變壓器油；故障判斷；意義

前言

變壓器在正常運行過程中，變壓器油隨著溫度的變化會產(chǎn)生相應(yīng)的化學(xué)反應(yīng)。而且在變壓器發(fā)生故障時，變壓器油產(chǎn)生的化學(xué)反應(yīng)更為明顯，油色也會隨之發(fā)生較大的變化。因此可以針對變壓器油變化的情況，利用色譜分析方法來判斷變壓器的故障，并針對不同的油色變化來區(qū)分出變壓器故障的種類，從而根據(jù)不同的故障類型采取相應(yīng)的處理措施，提高變壓器運行的穩(wěn)定性。

1 變壓器油色譜分析的原理

變壓器運行過程中，變壓器油加上特殊的絕緣材料能夠有效地實現(xiàn)對電流的絕緣，從而保證變壓器各部件的安全運行。變壓器油作為一種油質(zhì)原料，主要烴類有機(jī)物組成，在變壓器運行過程中，由于內(nèi)部電流轉(zhuǎn)換會使變壓器油發(fā)生一定的化學(xué)變化，特別是運行中的變壓器油在熱度增高情況下會發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，從而改變原有的化學(xué)構(gòu)成元素性質(zhì)，分解出一些氣體。這些產(chǎn)生的氣體會溶解在變壓器油中，從而使變壓器油的色譜發(fā)生一定的改變。一旦變壓器出現(xiàn)故障時，此時變壓器油質(zhì)顏色變化也較為劇烈，而且有較多的氣體產(chǎn)生，這種情況下變壓器油色譜變化情況會在色譜上呈現(xiàn)出來，針對變壓器油質(zhì)顏色的差別所體現(xiàn)出來的色譜變化也會存在不同，根據(jù)色譜變化情況來辨識變壓器的不同故障。

2 如何進(jìn)行變壓器油色譜分析

2.1 取出一定量的變壓器油

利用變壓器油色譜分析變壓器故障種類時，在取樣過程中使用試管或是注射器來取出適量的變壓器油，并將取出的樣品裝在容器中進(jìn)行備用。

2.2 分離變壓器油中氣體

將裝在容器中備用的變壓器油倒入到真空脫氣裝置中，將變壓器油中的液體和氣體進(jìn)行分離處理。通過將變壓器中的氣體和液體進(jìn)行有效分離，然后針對氣體的性質(zhì)來進(jìn)行故障檢測。

2.3 通過鑒定器檢測

在對氣體進(jìn)行檢測時，需要使用鑒定器來檢測脫氣裝置中分離出來的氣體，從而鑒定出氣體化學(xué)成分和構(gòu)成等相關(guān)數(shù)據(jù)，同時所得到的數(shù)據(jù)還要進(jìn)行電子數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)化，這樣才能更好的進(jìn)行故障分析。

2.4 判斷故障種類

鑒定器鑒定出變壓器油中氣體的性質(zhì)和類型后，利用所得到的數(shù)據(jù)來判定變壓器內(nèi)部存在的故障，從而針對不同故障采取有效的修復(fù)措施，確保變壓器運行的安全。

3 油色譜分析在故障判斷中的應(yīng)用

（1）故障下產(chǎn)氣的特征

變壓器一旦內(nèi)部出現(xiàn)故障時，其所產(chǎn)生的氣體性質(zhì)會發(fā)生一定的變化。因此可以根據(jù)所產(chǎn)生氣體的性質(zhì)和屬性等來對故障進(jìn)行辨別，如在放電情況下會產(chǎn)生氫氣、高溫情況下會產(chǎn)生乙烯、電弧放電時會有乙炔氣體產(chǎn)生。針對所產(chǎn)生的氣體特征來對故障進(jìn)行判斷。

（2）故障下產(chǎn)氣的速率

在變壓器油中溶解的可燃性氣體在電場與熱環(huán)境下會進(jìn)行分解，而且氣體產(chǎn)生的速度也會加快。因此在對變壓器是否存在故障進(jìn)行判斷時，可以根據(jù)變壓器油中氣體含量及增長速度進(jìn)行判斷。一旦變壓器存在故障時，在對故障判斷時可能參考變壓器油中氣體產(chǎn)生的速度，以此為依據(jù)來判斷故障具有科學(xué)性和合理性。

（3）故障產(chǎn)氣速率判斷法

a.當(dāng)需要對變壓器是否存在故障進(jìn)行判斷時，可以根據(jù)變壓器油中總烴含量及產(chǎn)氣速率，利用油色譜分析來對故障類型進(jìn)行判斷。根據(jù)油色譜分析所得到的變壓器油中總烴絕對值及總烴產(chǎn)氣速度都低于注意值時，可以判斷變壓器正常，沒有故障發(fā)生。

b.總烴大于注意值，但不超過注意值的3倍，總烴產(chǎn)氣速率小于注意值，則變壓器有故障，但發(fā)展緩慢，可繼續(xù)運行并注意觀察。

c.總烴大于注意值，但不超過注意值的3倍，總烴產(chǎn)氣速率為注意值的1～2倍，則變壓器有故障，應(yīng)縮短試驗周期，密切注意故障發(fā)展。

d.總烴大于注意值的3倍，總烴產(chǎn)氣速率大于注意值的3倍，則設(shè)備有嚴(yán)重故障，發(fā)展迅速，應(yīng)立即采取必要的措施，有條件時可進(jìn)行吊罩檢修。

（4）故障下產(chǎn)氣的累計性

一旦運行中的變壓器存在一些潛伏性問題時，則在變壓器油中會有一些氣體產(chǎn)生，并溶解在變壓器油中。當(dāng)油中溶解的氣體達(dá)到飽和狀態(tài)時，會有氣泡隨之產(chǎn)生，因此根據(jù)故障發(fā)生時產(chǎn)氣的累計量能夠?qū)ψ儔浩鞴收线M(jìn)行判斷。

（5）在利用色譜對變壓器故障進(jìn)行分析時，數(shù)據(jù)做為必要的參考，但僅僅依托于數(shù)據(jù)合理即對故障進(jìn)行判斷是不科學(xué)的，還需要對數(shù)據(jù)進(jìn)行對比，從而及時發(fā)現(xiàn)變壓器存在的故障隱患。但當(dāng)分析時發(fā)現(xiàn)數(shù)據(jù)存在較大波動時，需要增加采樣分析頻率，確保分析結(jié)果的科學(xué)性。

（6）在利用色譜分析時，當(dāng)色譜結(jié)果存在差異時，工作人員需要對此要充分重視，對導(dǎo)致發(fā)生此種情況的問題進(jìn)行分析，對設(shè)備進(jìn)行檢查，并利用所得到的結(jié)果與歷史數(shù)據(jù)進(jìn)行對比，從中發(fā)現(xiàn)問題，并針對各項數(shù)值進(jìn)行深入分析，從而實現(xiàn)對故障的有效辨識。

4 變壓器油色譜分析在故障判斷中的意義

4.1 維持變壓器正常運轉(zhuǎn)

變壓器的正常運行對于電力系統(tǒng)的運行狀態(tài)有重要的影響，所以要確保變壓器處于穩(wěn)定的運行狀態(tài)下。通過對變壓器油的色譜分析，能夠及時的了解到變壓器的運行狀態(tài)，進(jìn)而有針對性的制定解決對策。色譜分析對于維持變壓器的正常運轉(zhuǎn)具有重要的意義，所以為了保證電力系統(tǒng)的穩(wěn)定運行，通常會使用色譜分析的方法對變壓器的運行狀態(tài)進(jìn)行實時監(jiān)控。

4.2 及時發(fā)現(xiàn)潛在故障

變壓器的維護(hù)工作是變壓器運行管理中的重要工作內(nèi)容，其主要目的就是確保變壓器的健康穩(wěn)定運行，避免因為發(fā)生故障而影響到電力系統(tǒng)運行的安全性和可靠性。所以通過色譜分析，能夠及時的獲取變壓器的潛在故障，為維修人員提供維修依據(jù)，從而提前消除故障隱患，避免故障的發(fā)生，為變壓器的穩(wěn)定運行創(chuàng)造有利的條件。

5 結(jié)束語

變壓器運行的狀態(tài)是否正常，可以利用油色譜分析方法，根據(jù)油色的變化情況來進(jìn)行辨識，這是當(dāng)前變壓器運行過程中普遍使用的一種監(jiān)測方法，通過對變壓器油色變化的有效監(jiān)測來對變壓器工作狀態(tài)進(jìn)行分析，及時發(fā)現(xiàn)變壓器運行中存在的故障隱患，提高變壓器運行的安全性和可靠性，為電網(wǎng)安全穩(wěn)定的運行奠定良好的基礎(chǔ)。

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