變壓器在線監(jiān)測與故障診斷技術(shù)研究

國文亮 胡毅

摘要：分析了油色譜分析的原理，然后介紹色譜分析判斷變壓器故障方法，最后使用油色譜技術(shù)監(jiān)測與診斷變壓器。

關(guān)鍵詞：狀態(tài)檢修；在線監(jiān)測；故障診斷；油色譜分析；

中圖分類號：TM41 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：1009-3044（2015）05-0237-02

Studies on On-line Monitoring System and Fault Diagnosis of the Transformer

GUO Wen-liang， Hu Yi

（State Grid Beijing Maintenance Company，Beijing 100000， China）

Abstract： the principle of chromatographic analysis is analyzed， Then， the transformer fault diagnosis method is introduced， Finally， the use of chromatographic analysis to monitor and diagnose transformer Case is introduced.

Key words： condition-based maintenance； on-line monitoring； fault diagnosis；Chromatographic analysis；

運(yùn)行中的變壓器，發(fā)生外部故障時，我們可以觀察到，但其內(nèi)部發(fā)生故障、病變，就很難監(jiān)控，但變壓器內(nèi)部的油，是可以采集到的。絕緣油老化、變質(zhì)會分解出一氧化碳CO、二氧化碳CO2、甲烷CH4、乙烷C2H6、乙烯C2H4、乙炔C2H2、氫氣H2等，通過對變壓器的絕緣油進(jìn)行定期取樣、分析，并與歷年的分析數(shù)據(jù)進(jìn)行對比，在變壓器正常供電的情況下，判別變壓器的運(yùn)行狀況，有助于及早發(fā)現(xiàn)和消除存在的安全隱患，確保變壓器的安全運(yùn)行。

1油色譜分析基本原理

在新絕緣油的溶解氣體中，除了含有氮?dú)猓s70%）和氧氣（約30%）以及二氧化碳（0.3%左右）氣體外，并不含有C1 C2之類的低分子烴，在經(jīng)過油的處理之后，由于一些油的加熱處理設(shè)備存在死角，可能出現(xiàn)微量的乙烯甚至極微量的乙炔。正常運(yùn)行狀況下，由于變壓器絕緣油油和絕緣材料的緩慢分解和氧化，會產(chǎn)生少量的二氧化碳（CO2）、一氧化碳（CO）和微量的低分子烴氣體。當(dāng)變壓器的內(nèi)部出現(xiàn)放電和過熱故障時，變壓器絕緣油和內(nèi)部固體絕緣材料中放電效應(yīng)和受熱性效應(yīng)作用，油中的二氧化碳（CO2）、一氧化碳（CO）、氫氣（H2）、甲烷（CH4）、乙烷（C2H6）、乙烯（C2H4）、乙炔（C2H2）等烴類氣體產(chǎn)生速度和數(shù)量就會顯著地增加。而在故障的初期，這些氣體的增加并不足以引起瓦斯繼電器的動作，此時，通過分析油中溶解氣體含量及其增長速度，能夠及早發(fā)現(xiàn)變壓器內(nèi)部故障，消除隱患，確保變壓器的安全運(yùn)行。

2油色譜分析判斷變壓器故障方法

由于變壓器內(nèi)部的結(jié)構(gòu)多樣性及故障種類繁多，所以事實(shí)上沒有任何一種方法是100%準(zhǔn)確的，為了減少變壓器因誤判而造成停運(yùn)，現(xiàn)場實(shí)際采用的是集中幾種方法于一體的綜合判斷方法。

2.1變壓器油中溶解的氣體含量注意值進(jìn)行判斷

定期進(jìn)行油化驗，觀察油樣有無懸浮顆粒，然后進(jìn)行氣相色譜分析，在變壓器油中溶解氣體組分的氣相色譜分析對象主要為二氧化碳（CO2）、一氧化碳（CO）、氫氣（H2）、甲烷（CH4）、乙烷（C2H6）、乙烯（C2H4）、乙炔（C2H2），將這些氣體含量與色譜分析導(dǎo)則規(guī)定的注意值（表1）進(jìn)行比較，判定有無故障，故障性質(zhì)越嚴(yán)重，則油中溶解的氣體含量就越高，所以根據(jù)氣體的絕對含量多少，和規(guī)定的注意值比較，凡大于注意值者，應(yīng)跟蹤分析，查明原因，若氫和烴類氣體不超過注意值，且氣體成分含量一直比較穩(wěn)定，沒有發(fā)展趨勢，則認(rèn)為電力設(shè)備可正常運(yùn)行；分析結(jié)果絕對值超過規(guī)定的注意值，且產(chǎn)氣速率又超過10%的注意值時，才判斷為存在故障。