淺談變壓器故障油色譜分析

摘 要：在供電系統中，變壓器作為系統運行的主要設備之一，其對電力系統的安全穩定運行起著非常重要的作用。一旦變壓器發生故障，則會影響到電力系統的正常穩定運行。所以在變壓器工作時，要做好變壓器的故障檢測工作，對變壓器進行故障檢測主要有電氣量檢測和化學檢測兩種方法。但在實際檢測中，為了能更好的診斷出變壓器的內部故障，色譜分析診斷方法比較常用。文章分析了變壓器的故障類型，同時對色譜分析方法對變壓器故障診斷進行了具體的闡述。

關鍵詞：變壓器；色譜分析；故障判別

前言

變壓器設備的故障診斷可以有多種檢測和監測的方法，需要多種技術措施進行相互配合，從而實現全方位的分析決斷。由于變壓器油中各種氣體的變化會對變壓器的性能產生一定的影響，所以根據色譜分析方法來對油中氣體的含量進行分析，可以有效的對變壓器可能存在的故障隱患進行診斷，從而起到提前預防的目的。

1 變壓器故障類型包括

1.1 過熱

變壓器過熱時，多數原因都是由于絕緣出現了問題，絕緣材料在長期的應用過程中，由于外界及內部因素而使其材料迅速的分解，從而失去對變壓器的保護作用，引起設備產生過熱的故障。對于過熱故障的發生，還可能是由于裸金屬或是固體絕緣過熱所導致的。

1.2 放電

當設備內部產生電的效應時，則會出現放電事故的發生，通常按照內部放電效應的強弱程度不同，將放電效應分為高能放電、低能放電和局部放電三種情況。

1.2.1 高能放電。當變壓器設備發生高能放電時，其所持續的時間都會很短，不會在發生之前有很明顯的征兆，但在發生放電時，則會產生含有乙炔、氫氣、甲烷和乙烯的氣體。

1.2.2 低能放電。低能放電是一種間歇性的故障，其發生放電效應時不會持續很長時間，在故障發生時所產生的氣體與高能放電基本相同，但總氫成分的含量較低，這是由于在故障發生時所產生的能量較少的原因。低能放電故障多會發生在套管導電管、均壓圈、引線局部或是鐵心接地片等地方因接觸不良時產生火花的地方，所以在平時設備運行時需要對這些地方格外進行關注。

1.2.3 局部放電。當所產生的氣體中以氫氣和甲烷氣體為主要成分時，可以判斷為局部放電故障，產生此種放電故障的原因大多是由于對于設備的維護不到位，設備在使用過程中受潮工中設備自身存在著質量原因所導致的，另外在發生局部放電時也會有少量的乙炔氣體產生。

1.3 絕緣受潮

絕緣設備在使用過程中由于受潮而使設備的性能低下，失去對設備的保護作用而導致故障的發生，這時只有氫氣的氣體含量會較高，其他的氣體則不會有明顯的變化。但在此種故障發生時要注意芳烴的含量（其含量與不同品牌的油有直接的關系），這主要是由于這種氣體自身的特點所決定的。因此在進行故障診斷時，要對與故障發生有關聯的一些因素進行關注。

2 色譜分析診斷的基本程序

在色譜分析中對氣體的含量有明確的規定，所以測量完油中氣體含量時，需要與標準的規定進行相互對比，從而發現其中的異同點，來進行故障的分析診斷。

2.1 根據各氣體的含量值與規定的標準值進行對比，根據其含量的多少來與各種故障類型來進行對照，從而對故障進行確定。

2.2 計算產生速率，更好地評判故障發展程度的快慢。

2.3 拿出三比值作出仔細的對比計算，確定出來變壓器故障的類型。

2.4 檢查設備之前運行歷史，還要結合其他的分析全面的進行診斷。

3 氣體含量達到注意值時故障分析方法

3.1 氣體含量與注意值之間進行相互比對后，當發現有超過注意值的氣體時則要多加留意，但并不能經此來判斷設備的故障類型，因為在對故障進行劃分時，其標準并不是以超過注意值來定位的，還要對其數值的增長速度進行追蹤分析，只有在當速率超過10%時才可對故障是否存在進行確定。但在判斷故障前還要對由于非故障原因所導致的氣體注意值超出進行綜合的考慮，以避免發生誤判斷的可能。

3.2 在對運行中的變壓器進行故障檢查時，需要首先清楚注意值與停運值之間是兩個概念，沒有必然的聯系，所以當確定所進行的檢查不是電路問題也不是絕緣問題時，則可以暫時將變壓器停下來再進行檢查。

3.3 當進行油色譜分析檢查時，如果油中的氫氣和烴類氣體含量都在一個穩定的水平內，則可以對故障情況不予考慮，可以確定變壓器是處于正常的運行狀態下。

3.4 變壓器的外部絕緣保護體由于長期處于外露的情況下，所以當變壓器的運行時間較長時，外部絕緣保護體發生惡化的可能性也將增加，因此當油中有一氧化碳和二氧化碳產生時，則需要對這兩種氣體的含量和對比值多加關注。這兩種氣體的含量與許多因素都有關系，同時對于變壓器處于開放狀態還是密封狀態下時這兩種氣體的比值范圍也是有所不同的，所以對注意值進行確定時要分不同的情況下進行。

4 氣體增加由于外部原因造成的情況

4.1 油泵軸承磨損故障、油流繼電器故障等。

4.2 散熱片堵塞引起故障。

4.3 C2H2增加，原因可能是設備外部電焊引起的氣體。

4.4 設備本體由于進水造成H2含量增加。

4.5 油質量不高，油品色譜不合格。

4.6 慮油機在真空過油的時候溫度太高導致油裂解。

4.7 周圍外部環境（電石爐）造成，或者油流靜電、試驗標氣不純、過負荷等原因。

5 根據三比值法分析判斷方法

在利用三比值方法進行診斷設備故障的時候要注意幾點問題，首先要清楚三比值的構成是通過對C2H2/C2H4、CH4/H2、C2H4/C2H6的值計算得出的，然后再經過統計分析出不同的故障類型，在分析和應用的過程中要注意的是：

5.1 這種比值的方法在對油中氣體含量比較正常的情況下是不起作用的，沒有應用的價值。

5.2 對比三比值方法分析之后，觀察各種特征氣體在超過注意值得時候，氣體成份的濃度大于分析方法靈敏度極限值的10倍，再結合其他分析方法綜合判斷得出設備內部確實存在故障，然后才可以應用三比值的方法分析故障的類型和故障。假如沒有確定設備內部是否存在故障就參照這種方法分析，是極其容易出現誤判的，誤判故障存在也許會造成很大的經濟損失，甚至還會有不必要的人力和物力付出。

6 結束語

油色譜分析方法能夠效率準確的判斷出變壓器中潛在的風險和故障，但是在遇到具體的情況的時候，不能盲目的按照標準來執行，故障發生的實際情況或者故障發展的程度，要和一些外部電氣試驗數據還有設備在實際運行的過程中可能遇到的狀況，要綜合分析，根據現場情況來操作，另外就是要充分利用油化學檢測及其靈敏性的特點，把作用發揮到最大，幫助分析判斷故障的類型和性質，并且能夠提出及時有效地檢修策略，提高變壓器的安全可靠性和運行的壽命。

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