變壓器故障油色譜分析方法

鄭斌 馬海軍 馬夢鴿 張君浩 徐雅新 馬繼元

摘要：對于維持供電系統(tǒng)運(yùn)行的穩(wěn)定性來說，變壓器具有不可忽視的作用，可以很好的維持電力系統(tǒng)的安全性和穩(wěn)定性。電力系統(tǒng)的運(yùn)行情況在很大程度上取決于變壓器的工作情況，因此，在電力系統(tǒng)運(yùn)行時，要注重對變壓器工作情況的檢測和監(jiān)測，現(xiàn)階段我們常用的故障檢測方式包括電氣量檢測以及化學(xué)檢測。不過通常情況下，色譜分析診斷法的使用頻率較高，因為它可以更好的推進(jìn)檢測工作的效率和質(zhì)量。本篇文章將圍繞色譜分析法在變壓器檢測工作中的運(yùn)用展開分析。

關(guān)鍵詞：變壓器;故障;油色譜分析

引言

檢測和監(jiān)測都是變壓器設(shè)備的故障診斷措施，在實際的檢測工作中需要將很多不同的技術(shù)和措施進(jìn)行結(jié)合，要從不同方面對變壓器進(jìn)行檢測。對于變壓器來說，變壓器的使用性能會受到變壓器油中各種氣體的變化的影響，這時采用色譜分析法對變壓器油中的氣體占比進(jìn)行分析可以幫助檢測人員更好的分析出變壓器潛在的隱患，這樣可以減少故障的發(fā)生頻率。

1變壓器故障類型包括

1.1過熱

通常情況下，絕緣問題會導(dǎo)致變壓器溫度過高，對于絕緣材料來說，長時間的使用會導(dǎo)致其由于內(nèi)外因素的作用發(fā)生分解，這時就無法很好的保護(hù)變壓器，導(dǎo)致變壓器溫度過高。除此以外，裸金屬或是固體絕緣物的問題過高也可能會導(dǎo)致變壓器溫度問題。

1.2放電

放電事故的發(fā)生是由于設(shè)備內(nèi)部發(fā)生了電效應(yīng)，一般來說可以根據(jù)內(nèi)部放電效應(yīng)的情況將其分為高能放電、低能放電和局部放電三種。

1.2.1高能放電。高能放電的特點(diǎn)在于其不會持續(xù)太長的時間，并且在發(fā)生之前沒有較為突出的表現(xiàn)，要注意的是伴隨著高能放電產(chǎn)生的有包含乙炔、氫氣、甲烷和乙烯的氣體。

1.2.2低能放電。低能放電存在一定的間歇性，并且低能放電維持的時間也較短，和高能放電類似的是在低能放電時同樣會產(chǎn)生類似氣體，不過該氣體中氫含量較低，導(dǎo)致這一現(xiàn)象的原因在于這種故障發(fā)生時不會產(chǎn)生過多的能量。低能放電故障的頻發(fā)區(qū)域一般位于套管導(dǎo)電管、均壓圈、引線局部或是鐵心接地片等地方，誘發(fā)原因一般為接觸不良，因此在設(shè)備工作時要注重對這些地方的監(jiān)測。

1.2.3局部放電。局部放電的特點(diǎn)是產(chǎn)生的氣體主要以氫氣和甲烷為主，這種故障的誘發(fā)原因一般是缺乏對設(shè)備的維護(hù)工作、設(shè)備在長時間的運(yùn)行下和外界接觸下導(dǎo)致受潮問題以及設(shè)備自身質(zhì)量存在問題。其次，局部放電產(chǎn)生的氣體中也會含有少許乙炔氣體。

1.3絕緣受潮

絕緣設(shè)備在運(yùn)行過程中會發(fā)生受潮問題，這會在很大程度上影響設(shè)備的使用性能，降低了其對設(shè)備的保護(hù)作用，從而誘發(fā)故障，這一故障發(fā)生時，會產(chǎn)生大量的氫氣，但其他氣體含量不會受到較大的影響，當(dāng)這種故障問題發(fā)生時要著重觀察芳烴的含量，不同品牌的油其芳烴的含量也會存在區(qū)別，這要根據(jù)氣體的實際情況進(jìn)行判斷。所以在開展故障問題的診斷工作時，要密切關(guān)注和該故障相關(guān)的因素。

2色譜分析診斷的基本程序

色譜分析法對氣體含量的要求較為嚴(yán)格，在結(jié)束氣體含量的測量工作后，要嚴(yán)格的根據(jù)相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行對比，分析其中的不同，依據(jù)分析結(jié)果對故障進(jìn)行分析。

2.1比較氣體的含量情況和標(biāo)準(zhǔn)情況之間的不同，依據(jù)氣體的實際含量對故障類型進(jìn)行判斷。

2.2對其產(chǎn)生的速率進(jìn)行測算，這樣可以更加明確的判斷故障的發(fā)展情況。

2.3分析和測算三比值的情況，并根據(jù)測算結(jié)果判斷變壓器的故障情況。

2.4了解和分析設(shè)備過去的運(yùn)行史，同時聯(lián)系其他分析結(jié)果全方面開展對設(shè)備的診斷工作。

3氣體含量達(dá)到注意值時故障分析方法

3.1在完成氣體真實含量與注意值之間的對比后，要提高對超出注意值氣體的重視程度，但是它不能作為判斷故障類型的主要依據(jù)，這是由于7將不同故障區(qū)別開的依據(jù)并不是超出注意值的范圍，而是要根據(jù)數(shù)值的增長情況全面的分析故障特質(zhì)和類型，確定是否存在故障的前提是數(shù)值的增長速率是否達(dá)到了10%。要注意的是在進(jìn)行故障判斷時要考慮其他非故障原因?qū)怏w高于注意值的影響情況，從而提高判斷的準(zhǔn)確性。

3.2在開展工作時變壓器的故障檢查工作時，要先明確注意值和停運(yùn)值之間存在著很大的區(qū)別，二者之間并沒有呈現(xiàn)絕對的關(guān)聯(lián)性，因此如果進(jìn)行檢查時排除了電路問題同時也排除了絕緣問題，就可以先停止變壓器工作然后再繼續(xù)檢查工作。

3.3在開展油色譜分析檢查時，當(dāng)確定了油中氫氣和烴類氣體被控制在了一個合理的范圍內(nèi)，就可以先暫時忽略故障情況，將變壓器的運(yùn)行狀態(tài)判斷為正常的運(yùn)行狀態(tài)。

3.4對于變壓器的外部絕緣保護(hù)體來說，它的工作環(huán)境相對暴露，在變壓器的長時間的運(yùn)行下，外界環(huán)境會對外部結(jié)緣體產(chǎn)生一定的影響，所以說如果發(fā)現(xiàn)油中產(chǎn)生了一氧化碳和二氧化碳，就要密切關(guān)注其含量以及其對比值。對于二者的含量來說，外界很多因素都會對其造成影響，除此以外，在變壓器的不同狀態(tài)下（包括開放狀態(tài)和密閉狀態(tài)）二者的比值也會存在一定的區(qū)別，所以說在進(jìn)行注意值的確定時要根據(jù)實際情況具體分析。

4根據(jù)三比值法分析判斷方法

在對設(shè)備故障進(jìn)行分析診斷時如果采用三比值的方法要考慮到以下問題，第一是要明確三比值的構(gòu)成是根據(jù)C2H2/C2H4、CH4/H2、C2H4/C2H6的值計算結(jié)果，之后再根據(jù)具體的分析和統(tǒng)計判斷故障類型，在進(jìn)行分析和應(yīng)用時要考慮以下幾個方面：

4.1如果油中氣體含量處于合理的范圍內(nèi)，這時不適用三比值法。

4.2對比三比值方法進(jìn)行分析之后，當(dāng)特征氣體高于注意值時，氣體成分的濃度超于分析方法靈敏度極限值的十倍時，就要采用其他合理的分析方法對存在于設(shè)備內(nèi)部的故障問題進(jìn)行分析和判斷，然后才適用三比值法展開分析。如果在使用三比值法進(jìn)行分析之前沒有對設(shè)備內(nèi)部的故障存在情況進(jìn)行判斷，就會大大降低判斷的準(zhǔn)確性，同時會帶來一定的經(jīng)濟(jì)損失和精力消耗，增加人力、物力和精力。

5發(fā)展應(yīng)用展望

5.1變壓器油色譜在線分析檢測裝置

利用油色譜在線分析方法對設(shè)備故障類型進(jìn)行確定可以在一定程度上提高變壓器風(fēng)險和缺陷判定的準(zhǔn)確性，油色譜在線分析裝置的運(yùn)行可以在一定程度上完成對設(shè)備狀態(tài)的實時監(jiān)測工作，極大的方便了對設(shè)備缺陷發(fā)展程度和速度的監(jiān)測，幫助工作人員更好的分析、了解和研究設(shè)備存在的問題和故障，這就使得油色譜分析實現(xiàn)了由周期性向隨時性狀態(tài)分析的轉(zhuǎn)變，這也是變壓器檢修中的一大特點(diǎn)，可以說這在很大程度上促進(jìn)了工作的高效率完成，同時大大的提高了故障判定的嚴(yán)謹(jǐn)性和可靠性。

5.2便攜式油色譜分析裝置

和實驗室的油色譜分析方法相比，簡單便攜的油色譜分析方法在技術(shù)上并沒有過多的改變，不過簡單便攜的油色譜分析方法在很大程度上實現(xiàn)了分析地的轉(zhuǎn)移。它將實驗室分析方法轉(zhuǎn)變?yōu)榱爽F(xiàn)場分析判斷，這大大提高了故障判斷和診斷的及時性，提高了工作的效率，現(xiàn)階段狀態(tài)檢修設(shè)備的發(fā)展逐漸走上正軌，因此便攜式油色譜分析裝置也會得到一定程度的提高，不斷提高該裝置和技術(shù)的準(zhǔn)確性和可靠性。

結(jié)束語

油色譜分析方法可以提高對變壓器潛在風(fēng)險和故障判斷的準(zhǔn)確性，不過在實際的分析和判斷中，不可一味的依照標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行判斷，要結(jié)合實際情況以及故障的發(fā)展情況，除此以外，要結(jié)合外部電氣試驗數(shù)據(jù)以及設(shè)備運(yùn)行時存在的隱患和問題進(jìn)行分析，根據(jù)實際情況展開具體的操作。除此以外要發(fā)揮油化學(xué)檢測的優(yōu)勢以及其靈敏性的優(yōu)勢，最大程度上發(fā)揮其作用，提高故障判斷的準(zhǔn)確性和可靠性，同時盡可能在第一時間制定有效的解決方案，維持變壓器運(yùn)行的穩(wěn)定性、提高其使用期限。

參考文獻(xiàn)：

[1]牟雪梅，馬靜潔.變壓器油色譜分析及故障判斷[J].科技創(chuàng)新與應(yīng)用，2016（31）：186.

[2]國文亮，胡毅.變壓器在線監(jiān)測與故障診斷技術(shù)研究[J].電腦知識與技術(shù)，2015，11（05）：237-238+243.

[3]牛曉琴.應(yīng)用變壓器油色譜分析判斷變壓器故障研究[J].科技創(chuàng)新與應(yīng)用，2013（31）：6.

[4]相中華，李麗.一例利用變壓器色譜分析方法對變壓器潛伏故障判別的應(yīng)用[J].變壓器，2011，48（07）：72-73.