變壓器油化驗在數(shù)據(jù)分析與診斷中的應用

吳秀平?李東澤

國網(wǎng)遼寧省電力有限公司本溪供電公司

變壓器油化驗在數(shù)據(jù)分析與診斷中的應用

吳秀平?李東澤

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變壓器油的簡化試驗、好壞鑒別、性能變化等，都能良好地反映變壓器運行中存在的問題。為提高變壓器運行穩(wěn)定性，需對其進行定期檢測，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。所以，為了保證變壓器的正常運行，必須定期對變壓器進行檢測，通過變壓器油可以檢測到變壓器的整體運行情況，對變壓器故障可以做出準確的判斷。基于此，文章就變壓器油化驗在數(shù)據(jù)分析與診斷中的應用進行分析。

變壓器油化驗；數(shù)據(jù)分析與診斷；應用

1.變壓器油的性能變化對變壓器的影響

1.1 物理性能變化對變壓器的影響

1.1.1 顏色的變化。新變壓器油顏色呈淡黃色，設備運行時間逐漸增長，油的顏色會隨之加深，逐漸產(chǎn)生氧化物或雜質(zhì)，導致油不斷變成劣化油，影響變壓器運行的安全。

1.1.2 粘度的變化。變壓器油的粘度小于1.8恩氏則表明是優(yōu)質(zhì)油，運行時間不斷增加、油質(zhì)逐漸劣化，油的粘度會隨之越來越粘稠，不僅造成散熱困難，而且還會影響變壓器應用的壽命。

1.1.3 表面張力的變化。變壓器油表面張力的標準為35mN/m，油經(jīng)過不斷運行會逐漸劣化，當油表面張力低于19mN/m時說明油的劣化嚴重，含有各種氧化物或其他雜質(zhì)，嚴重威脅設備的運行安全。

1.2 化學性能變化對變壓器的影響

1.2.1 酸價的變化。油的有機酸和無機酸總稱為酸價，設備運行時間越久，酸價對設備的影響就越大，酸價值若超過0.1時，為避免發(fā)生事故，設備運行需立即停止。

1.2.2 ?pH值的變化。變壓器油的pH值越大，說明油質(zhì)越純，待設備運行時間越長，pH值會越來越小，當pH值低于4.0時，說明油內(nèi)的雜質(zhì)、氧化物、油泥等越多，不僅造成金屬設備被腐蝕、絕緣性能被氧化，而且會增加油的導電性，嚴重威脅變壓器設備的安全運行，需立即停止運行。

1.3 電氣性能變化對變壓器的影響。

1.3.1 介質(zhì)損失的變化。新的變壓器油一般比較純，介質(zhì)損失會比較小，可低于0.01，當變電器運行時間逐漸增長，油質(zhì)逐漸被水分、氧化物或其他雜質(zhì)影響而發(fā)生劣質(zhì)后，介質(zhì)的損傷也會越來越大，當油內(nèi)水分大于0.002%以后，介質(zhì)的損傷會更大，當水量達到0.001%時，則介質(zhì)損失至0.2，一旦介質(zhì)損失到0.3，其對變電器設備的運行安全會造成影響，需及時采取措施進行處理。

1.3.2 擊穿電壓的變化。擊穿電壓同樣受油內(nèi)水含量的影響，油內(nèi)水含量越多，擊穿電壓會越低，如油內(nèi)水分含量達0.02時，擊穿電壓會下降至純油時擊穿電壓的22%，當其下降一定值的情況下，會嚴重影響變壓器的運行，需及時進行解決。

2.變壓器油色譜化驗方法

2.1 三比值法

三比值法是基于羅杰斯比值法上發(fā)展而來。通過檢測變壓器油中的三對氣體的比值，這三對氣體分別是C2H2/C2H4、CH4/H2、C2H4/ C2H6。因為有自身的編碼系統(tǒng)，比值不同代表的編碼也不同，但利用比值可以通過編碼系統(tǒng)查到變壓器的故障，方便采取相應的措施。

2.2 故障點部位判斷

可燃氣體溶解在變壓器油中，當氣體含量較大，產(chǎn)生氣體的速度快，一般都是設備存在問題造成絕緣材料裂解。同時變壓器油中存在著不同量的碳氫化合物，可能會因為電或者熱的緣由造成C-H鍵和C-C鍵斷裂，就會生成少量的氫原子和碳氫化合物自由基。通過化學反應后這些生成物可以重新組合，就形成了氫氣和烴類氣體，甲烷、乙烯等都屬于這類氣體。當發(fā)生較大故障時，其中的故障能量較大，可能形成游離氣體，一些碳的固體物和聚合物將會沉積在設備的內(nèi)部。

不同比值對應的是不同類型的故障。三比值法數(shù)據(jù)為1、0、2。編碼組合中，當C2H2/C2H4為0時，而CH4/H2為0和C2H4/C2H6為1時，判斷的故障是低于150℃的低溫過熱，在變壓器中表現(xiàn)為絕緣導線過熱；而CH4/H2為2和C2H4/C2H6為0時，出現(xiàn)的是150℃～300℃的低溫過熱；而CH4/H2為2和C2H4/C2H6為1時，出現(xiàn)的是300℃～700℃的中溫過熱；而CH4/H2為0或1或2和C2H4/C2H6為2時，出現(xiàn)的是大于700℃的高溫過熱，在變壓器中表現(xiàn)為其開關、接頭、螺絲的接觸不良。

3.實例分析

3.1 故障概況

某變壓器主開關1102跳閘，滅磁開關跳閘，#2發(fā)變組“主變差動保護”，“主變重瓦斯”，“主變輕瓦斯”等保護動作，從錄波圖看出是BC相故障導致保護動作切機，保護動作正確，立即抽取變壓器油化學化驗，其中2013.8.25取#2變壓器油化驗水份時為9uL/L，水份不超標合格。

3.2 變壓器油的氣相色譜結果分析

色譜分析：針對變壓器中油進行氣相色譜分析，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，氣相色譜檢測技術受外界影響較小，可以對變壓器內(nèi)部各部件進行實時動態(tài)監(jiān)測，避免變壓器發(fā)生重大安全事故。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。

綜上，變壓器在電網(wǎng)安全中有著舉足輕重的作用。對變壓器油的化驗數(shù)據(jù)可以準確地分析出變壓器的故障情況。因此，應加強變壓器油的監(jiān)督和監(jiān)測，提高油的優(yōu)質(zhì)應用，促進變壓器設備的安全運行。

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