變壓器油化驗在數(shù)據(jù)分析與診斷中的應(yīng)用

陳南清

摘 要：為提高變壓器運行穩(wěn)定性，需對其進(jìn)行定期檢測，而通過檢測變壓器中油可判斷出其運行狀態(tài)，并可判斷出發(fā)生故障的零部件。文章對此進(jìn)行了深入細(xì)致的分析和探討，以期為相關(guān)人士提供參考和借鑒。

關(guān)鍵詞：變壓器；化驗數(shù)據(jù)；故障診斷

廣東粵電湛江生物質(zhì)發(fā)電有限公司SZ11-63000/110變壓器天威特變，2013年8月24日23：31，#2機組負(fù)荷47MW，主開關(guān)1102 跳閘，滅磁開關(guān)跳閘，#2發(fā)變組“主變差動保護(hù)”，“主變重瓦斯”，“主變輕瓦斯”等保護(hù)動作，從錄波圖看出是BC相故障導(dǎo)致保護(hù)動作切機，保護(hù)動作正確，立即抽取變壓器油化學(xué)化驗，其中2013.8.25取#2變壓器油化驗水份時為9uL/L，水份不超標(biāo)合格。

1 變壓器油化驗數(shù)據(jù)分析

1.1 #2變壓器油化驗數(shù)據(jù)（表1）

1.2 #2變壓器油趨勢（圖1）

2 變壓器三比值法

三值法主要是在羅杰斯比值法的基礎(chǔ)上進(jìn)行優(yōu)化，它是利用檢測變壓器油中的CH4/H2、C2H2/C2H4、C2H4/C2H6三對氣體的比值，且不同比值分別表示不同的編碼，再利用編碼手冊可以查詢到變壓器出現(xiàn)的故障，從而對癥采取相應(yīng)的措施。

在變壓器油化驗中，需要注意以下兩點：第一，如果檢測出各種氣體含量在正常范圍內(nèi)，可不進(jìn)行三比值法；第二，如果油檢測出各氣體含量比例超出正常范圍，且各氣體含量超出靈敏度極限值的10倍，結(jié)合變壓器使用癥狀可判別出其內(nèi)部出現(xiàn)異常情況，這時可使用三比值法進(jìn)一步分析變壓器內(nèi)部故障。所以三比值法只適用于2013.8.25變壓器油數(shù)據(jù)。（表2）

三比值法數(shù)據(jù)為：102為電弧放電類型故障

3 #2變壓器油的氣相色譜結(jié)果分析

色譜分析：針對變壓器中油進(jìn)行氣相色譜分析，可以檢測出內(nèi)部氣體含量，并通過三對比值法，可以及時發(fā)現(xiàn)變壓器內(nèi)部零件出現(xiàn)的故障，該方法可以有效監(jiān)督變壓器安全運行的保障。同時，根據(jù)作者多年電力工作經(jīng)驗可知，氣相色譜檢測技術(shù)受外界影響較小，可以對變壓器內(nèi)部各部件進(jìn)行實時動態(tài)監(jiān)測，避免變壓器發(fā)生重大安全事故。

研究表明，變壓器內(nèi)部結(jié)構(gòu)絕緣物質(zhì)是有機油性紙，若變壓器內(nèi)部零件出現(xiàn)燒損故障時，絕緣油紙溫度升高會分解出有機氣體。根據(jù)化學(xué)知識可知，有機類物質(zhì)（碳?xì)浠衔铮┚哂胁煌瘜W(xué)鍵結(jié)構(gòu)，且其熱穩(wěn)定隨化學(xué)鍵的不同而有一定差距，在油性絕緣紙溫度逐漸升高過程中，依次會分解出烷烴、烯烴、炔烴等有機氣體。變壓器在正常工作狀態(tài)下，其內(nèi)部設(shè)備和絕緣油紙會出現(xiàn)老化，也會釋放一定量的氣體，如CO、CO2等，而這些氣體可以有效溶解在油中。但是一旦變壓器內(nèi)部零部件短路或溫度過高，有機氣體分解速度隨故障發(fā)展而加快，并在油中形成對流后溶解于油中，且故障的嚴(yán)重程度不同會釋放出不同組合的氣體。因此，在變壓器正常工作中，需要定期對其內(nèi)部油中氣體做色譜分析，并判斷設(shè)備內(nèi)部故障，避免故障向惡性發(fā)展。

目前關(guān)于變壓器內(nèi)部放電故障表征調(diào)查研究的經(jīng)驗報告顯示主要指標(biāo)為乙炔氣體含量。一般說來正常工作的變壓器內(nèi)不產(chǎn)生此種氣體，若在變壓器工作監(jiān)控分析中檢測到乙炔氣體含量上升較快，則該變壓器可能存在嚴(yán)重的放電故障。此時應(yīng)密切監(jiān)視發(fā)展情況。變壓器內(nèi)總的烴類氣體很高，氫氣含量也高，乙炔是總烴的主要成分，則有可能有電弧放電性故障。用三比值法進(jìn)行判斷，即CH4/H2、C2H4/C2H6、C2H2/C2H4。例如，三比值編碼為102時，故障性質(zhì)可能是高能量放電。所以根據(jù)化試班2013.8.25#2變壓器油化驗數(shù)據(jù)，這次#2變壓器內(nèi)總的烴類氣體很高，氫氣含量也高，乙炔是總烴的主要成分，為高能量電弧放電性故障。