油色譜分析的基本原理及其綜合應(yīng)用

【摘要】變壓器油色譜分析技術(shù)是一種有效可靠的故障診斷方法，在變壓器的日常監(jiān)測(cè)、故障處理中發(fā)揮著重要作用，本文將從工作原理、方法、意義等方面，對(duì)油色譜分析在變壓器故障診斷中的應(yīng)用進(jìn)行具體全面的分析。

【關(guān)鍵詞】色譜分析；原理；綜合應(yīng)用

引言

電氣設(shè)備運(yùn)行狀況的分析監(jiān)測(cè)主要依靠變壓器油色譜分析，優(yōu)點(diǎn)是靈敏性強(qiáng)。在科技進(jìn)步推動(dòng)下，該分析設(shè)備的制造、設(shè)計(jì)也在水漲船高。在不斷改善的運(yùn)行狀況條件下，色譜分析得到的結(jié)果并無(wú)太大的缺點(diǎn)，為此，這就讓管理設(shè)備的工作帶去輕松，但懈怠心理越來(lái)越強(qiáng)。工作人員不會(huì)認(rèn)真觀察，也疏忽經(jīng)驗(yàn)的總結(jié)，在油色譜分析時(shí)，以規(guī)程為最終的參考，并不會(huì)分析研究，當(dāng)問(wèn)題顯現(xiàn)，也就無(wú)濟(jì)于事，找不到分析的突破口，想要得出正確的色譜分析時(shí)非常的困難的。在變壓器正常工作時(shí)，處于變壓器油里的有機(jī)絕緣材料，會(huì)當(dāng)運(yùn)行電壓時(shí)，受到局部電弧、熱、電等情況出現(xiàn)變質(zhì)，許多氣體會(huì)裂解而出，如C2H2、CO、CH4、C2H6、H2、C2H4。油色譜分析方法即對(duì)存于變壓器油里的氣體濃度、組分做分析并監(jiān)測(cè)，便可對(duì)變壓器內(nèi)有無(wú)電弧放電、局部放電等放電性問(wèn)題以及鐵心多點(diǎn)、導(dǎo)電回路造成的過(guò)熱性問(wèn)題做判斷。分析油化驗(yàn)結(jié)果可依靠絕緣監(jiān)督實(shí)現(xiàn)，但該技術(shù)有較高要求，要想措施針對(duì)性強(qiáng)，則必須依賴(lài)于判斷的正確。認(rèn)真定性缺陷，并以有效對(duì)策扎實(shí)推進(jìn)，色譜分析工作嚴(yán)格執(zhí)行，那么對(duì)于潛在的設(shè)備問(wèn)題，是能夠快速發(fā)現(xiàn)，并快速解除，從而得到穩(wěn)定、安全的變壓器。

1.油色譜分析的基本原理

油紙復(fù)合絕緣是主要的變壓器絕緣方式，若故障潛伏在其內(nèi)部，將會(huì)產(chǎn)生高溫，油紙則由此分解，得到烴類(lèi)氣體。碳?xì)浠衔镆蜃陨砘瘜W(xué)結(jié)構(gòu)的差異，也存在著熱穩(wěn)定性的不同。在不斷攀升的溫度下，絕緣油將會(huì)分解得到諸如烷烴、炔烴。即使沒(méi)有發(fā)生故障，電氣充油設(shè)施內(nèi)部有機(jī)絕緣材料、絕緣油等，受到電、熱的影響，也會(huì)出現(xiàn)分解老化情況，一些氣體，如CO、CO2、烴類(lèi)氣體等，也隨之出現(xiàn)。因?yàn)樵摎怏w會(huì)在油中溶解，如果充油電氣設(shè)施中存在放電性、過(guò)熱性的問(wèn)題，那么產(chǎn)生氣體的速率會(huì)顯著增加，在設(shè)備故障不斷升級(jí)情況下，由于密度差異，氣體在油中變?yōu)闅馀?，并在油里溶解、擴(kuò)散與對(duì)流。

2.油色譜分析的方法

2.1故障下產(chǎn)氣的特征

對(duì)于電力設(shè)備，如變壓器，若出現(xiàn)內(nèi)部故障，由此產(chǎn)生的氣體性質(zhì)也是存在差異的。比如氫氣會(huì)因放電而出現(xiàn)；乙烯會(huì)因高溫度而出現(xiàn)；乙炔則在電弧放電時(shí)出現(xiàn)。所以，故障性質(zhì)的診斷可以參考不同氣體的性質(zhì)、屬性，以便得到可靠的結(jié)果。

2.2故障下產(chǎn)氣的速率

在電場(chǎng)與熱環(huán)境下，某些可燃性氣體將會(huì)在充油電力設(shè)備中不斷分解，當(dāng)然，其氣體產(chǎn)生速度不會(huì)很快。某些設(shè)備即使內(nèi)部氣體含量與警戒值相當(dāng)，但還是很難說(shuō)明該設(shè)備存在問(wèn)題。某些設(shè)備氣體含量非常的低，但有明顯的增長(zhǎng)速度，所以，也不可忽視?？梢哉f(shuō)，設(shè)備故障是否存在、發(fā)展趨勢(shì)、是否嚴(yán)重等可以參考?xì)怏w產(chǎn)生的速度做明顯、直接判斷。所以，在故障診斷時(shí)，可以參考設(shè)備中氣體產(chǎn)生速度，便能得到比較合理的故障依據(jù)。

2.3故障產(chǎn)氣速率判斷法方法

2.3.1根據(jù)總烴含量、產(chǎn)氣速率判斷故障的方法。

2.3.2總烴的絕對(duì)值小于注意值，總烴產(chǎn)氣速率小于注意值，則變壓器正常。

2.3.3總烴大于注意值，但不超過(guò)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(yùn)行并注意觀察。

2.3.4總烴大于注意值，但不超過(guò)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(yàn)周期，密切注意故障發(fā)展；

2.3.5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(shí)可進(jìn)行吊罩檢修。

2.4故障下產(chǎn)氣的累計(jì)性

當(dāng)潛伏性問(wèn)題出現(xiàn)在充油電力設(shè)備中時(shí)，可燃性氣體將會(huì)出現(xiàn)，且該氣體將在油中溶解。在故障未得到解決前，油中會(huì)有大量氣體積累，并隨之達(dá)到飽和，氣泡也隨之產(chǎn)生。所以，故障的診斷可以依靠故障氣體在油里的積累量做判斷。

2.5分析色譜有一個(gè)數(shù)據(jù)作為參考，但僅是多次實(shí)踐中總結(jié)的經(jīng)驗(yàn)，在色譜結(jié)果分析時(shí)，是不能以“數(shù)據(jù)合理”便認(rèn)為故障沒(méi)有。無(wú)論最后得到的數(shù)據(jù)怎樣，是應(yīng)該將數(shù)據(jù)做對(duì)比的，只有這樣，方可對(duì)隱患、問(wèn)題及時(shí)排查。若數(shù)據(jù)出現(xiàn)的波動(dòng)很大，那么不可忽視，采樣分析頻率應(yīng)該增加。

2.6若色譜結(jié)果存在差異，工作人員應(yīng)對(duì)此警惕，并設(shè)想是否設(shè)備內(nèi)部出現(xiàn)了問(wèn)題。并將觀察結(jié)果及時(shí)與歷史數(shù)據(jù)對(duì)比，在分析對(duì)比各項(xiàng)值后，再次采集做分析。

3.油色譜分析的綜合判斷

其實(shí)，色譜分析只是機(jī)器內(nèi)部故障排除的一種方式，其他手段也必不可少，要綜合利用，統(tǒng)籌數(shù)據(jù)，得到全面的結(jié)果。同時(shí)，也不能忽視經(jīng)驗(yàn)的積累。變壓器故障以色譜做分析判斷時(shí)，工作人員應(yīng)當(dāng)堅(jiān)持：

1）工作踏實(shí)認(rèn)真，一絲不茍，冷靜沉著，面對(duì)難題不可失措，及時(shí)把握機(jī)會(huì)；2）采取分析對(duì)比法，即以當(dāng)前觀察數(shù)據(jù)對(duì)比于歷史數(shù)據(jù)，這樣，故障部位、性質(zhì)等是容易判斷的；3）有載開(kāi)關(guān)不會(huì)滲油到本體，明確這點(diǎn)，便能在吊罩時(shí)探究各項(xiàng)問(wèn)題；4）不斷檢查過(guò)程中積累經(jīng)驗(yàn)，鐵心多點(diǎn)接地、內(nèi)部接線樁頭、無(wú)載開(kāi)關(guān)、有載開(kāi)關(guān)等是主變壓器內(nèi)部較為多發(fā)故障的地方。5）結(jié)合電氣試驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行綜合判斷

4.結(jié)束語(yǔ)

變壓器油中氣體含量色譜分析方法能有效診斷變壓器故障的早期存在，具體應(yīng)用中要根據(jù)故障或缺陷的不同發(fā)展階段，采用不同的分析方法，結(jié)合設(shè)備的實(shí)際運(yùn)行狀況及外部電氣試驗(yàn)數(shù)據(jù)，充分發(fā)揮油化學(xué)檢測(cè)的靈敏性，正確評(píng)判設(shè)備狀況或制定針對(duì)性的檢修策略，提高變壓器的運(yùn)行可靠性。在電力技術(shù)快速進(jìn)步的同時(shí)，在線設(shè)備色譜分析也是工作人員探索的重點(diǎn)。在線監(jiān)視有助于對(duì)設(shè)備的情況隨時(shí)掌握，并有效發(fā)現(xiàn)問(wèn)題，處理問(wèn)題，是電網(wǎng)安全、設(shè)備穩(wěn)定的新的挑戰(zhàn)，要引起重視。

參考文獻(xiàn)

[1]周海龍，張勝，張智等.絕緣油色譜分析智能化與安全[C].//安徽省電機(jī)工程學(xué)會(huì)第三屆（2013）電力安全論壇論文集.2013：67-70.

[2]梁軍，張志寧，廖國(guó)玲等.枸杞類(lèi)胡蘿卜素色譜分析條件優(yōu)化[J].長(zhǎng)治醫(yī)學(xué)院學(xué)報(bào)，2014，28（1）：6-8.

[3]高麗.通過(guò)變壓器油色譜分析對(duì)其故障進(jìn)行診斷[J].科技資訊，2013，（36）：101-102.

[4]姜亞寧.基于油色譜分析的變壓器故障在線預(yù)測(cè)方法[J].技術(shù)與市場(chǎng)，2013，（4）：62-63.

作者簡(jiǎn)介

魏濤（1973年3月），男，漢族，甘肅平?jīng)鋈?，甘肅華明電力股份有限公司主管.

孫超群（1972年9月），女，漢族，甘肅平?jīng)鋈?，平?jīng)龉╇姽倦姎庠囼?yàn)專(zhuān)責(zé).

孫克塨（1978年8月），男，漢族，甘肅平?jīng)鋈?，甘肅華明電力股份有限公司華亭電廠技術(shù)專(zhuān)責(zé).