變壓器油色譜分析及故障判斷

摘 要：在當前電力系統中變壓器應用十分普遍，變壓器作為電壓調控裝置，其運行的好壞會對電網安全穩定的運行帶來直接的影響。因此要提高變壓器運行的質量，及時發現變壓器運行過程中存在的問題，充分利用變壓器油色譜分析來辨識變壓器存在的故障隱患，保證變壓器運行的安全性和可靠性。文中從變壓器色譜分析的原理入手，對如何進行色譜分析進行了探討，并進一步對變壓器油色譜分析在判斷故障中的重要意義進行了闡述。

關鍵詞：變壓器；油色譜分析；變壓器油；故障判斷；意義

前言

變壓器在正常運行過程中，變壓器油隨著溫度的變化會產生相應的化學反應。而且在變壓器發生故障時，變壓器油產生的化學反應更為明顯，油色也會隨之發生較大的變化。因此可以針對變壓器油變化的情況，利用色譜分析方法來判斷變壓器的故障，并針對不同的油色變化來區分出變壓器故障的種類，從而根據不同的故障類型采取相應的處理措施，提高變壓器運行的穩定性。

1 變壓器油色譜分析的原理

變壓器運行過程中，變壓器油加上特殊的絕緣材料能夠有效地實現對電流的絕緣，從而保證變壓器各部件的安全運行。變壓器油作為一種油質原料，主要烴類有機物組成，在變壓器運行過程中，由于內部電流轉換會使變壓器油發生一定的化學變化，特別是運行中的變壓器油在熱度增高情況下會發生化學反應，從而改變原有的化學構成元素性質，分解出一些氣體。這些產生的氣體會溶解在變壓器油中，從而使變壓器油的色譜發生一定的改變。一旦變壓器出現故障時，此時變壓器油質顏色變化也較為劇烈，而且有較多的氣體產生，這種情況下變壓器油色譜變化情況會在色譜上呈現出來，針對變壓器油質顏色的差別所體現出來的色譜變化也會存在不同，根據色譜變化情況來辨識變壓器的不同故障。

2 如何進行變壓器油色譜分析

2.1 取出一定量的變壓器油

利用變壓器油色譜分析變壓器故障種類時，在取樣過程中使用試管或是注射器來取出適量的變壓器油，并將取出的樣品裝在容器中進行備用。

2.2 分離變壓器油中氣體

將裝在容器中備用的變壓器油倒入到真空脫氣裝置中，將變壓器油中的液體和氣體進行分離處理。通過將變壓器中的氣體和液體進行有效分離，然后針對氣體的性質來進行故障檢測。

2.3 通過鑒定器檢測

在對氣體進行檢測時，需要使用鑒定器來檢測脫氣裝置中分離出來的氣體，從而鑒定出氣體化學成分和構成等相關數據，同時所得到的數據還要進行電子數據轉化，這樣才能更好的進行故障分析。

2.4 判斷故障種類

鑒定器鑒定出變壓器油中氣體的性質和類型后，利用所得到的數據來判定變壓器內部存在的故障，從而針對不同故障采取有效的修復措施，確保變壓器運行的安全。

3 油色譜分析在故障判斷中的應用

（1）故障下產氣的特征

變壓器一旦內部出現故障時，其所產生的氣體性質會發生一定的變化。因此可以根據所產生氣體的性質和屬性等來對故障進行辨別，如在放電情況下會產生氫氣、高溫情況下會產生乙烯、電弧放電時會有乙炔氣體產生。針對所產生的氣體特征來對故障進行判斷。

（2）故障下產氣的速率

在變壓器油中溶解的可燃性氣體在電場與熱環境下會進行分解，而且氣體產生的速度也會加快。因此在對變壓器是否存在故障進行判斷時，可以根據變壓器油中氣體含量及增長速度進行判斷。一旦變壓器存在故障時，在對故障判斷時可能參考變壓器油中氣體產生的速度，以此為依據來判斷故障具有科學性和合理性。

（3）故障產氣速率判斷法

a.當需要對變壓器是否存在故障進行判斷時，可以根據變壓器油中總烴含量及產氣速率，利用油色譜分析來對故障類型進行判斷。根據油色譜分析所得到的變壓器油中總烴絕對值及總烴產氣速度都低于注意值時，可以判斷變壓器正常，沒有故障發生。

b.總烴大于注意值，但不超過注意值的3倍，總烴產氣速率小于注意值，則變壓器有故障，但發展緩慢，可繼續運行并注意觀察。

c.總烴大于注意值，但不超過注意值的3倍，總烴產氣速率為注意值的1～2倍，則變壓器有故障，應縮短試驗周期，密切注意故障發展。

d.總烴大于注意值的3倍，總烴產氣速率大于注意值的3倍，則設備有嚴重故障，發展迅速，應立即采取必要的措施，有條件時可進行吊罩檢修。

（4）故障下產氣的累計性

一旦運行中的變壓器存在一些潛伏性問題時，則在變壓器油中會有一些氣體產生，并溶解在變壓器油中。當油中溶解的氣體達到飽和狀態時，會有氣泡隨之產生，因此根據故障發生時產氣的累計量能夠對變壓器故障進行判斷。

（5）在利用色譜對變壓器故障進行分析時，數據做為必要的參考，但僅僅依托于數據合理即對故障進行判斷是不科學的，還需要對數據進行對比，從而及時發現變壓器存在的故障隱患。但當分析時發現數據存在較大波動時，需要增加采樣分析頻率，確保分析結果的科學性。

（6）在利用色譜分析時，當色譜結果存在差異時，工作人員需要對此要充分重視，對導致發生此種情況的問題進行分析，對設備進行檢查，并利用所得到的結果與歷史數據進行對比，從中發現問題，并針對各項數值進行深入分析，從而實現對故障的有效辨識。

4 變壓器油色譜分析在故障判斷中的意義

4.1 維持變壓器正常運轉

變壓器的正常運行對于電力系統的運行狀態有重要的影響，所以要確保變壓器處于穩定的運行狀態下。通過對變壓器油的色譜分析，能夠及時的了解到變壓器的運行狀態，進而有針對性的制定解決對策。色譜分析對于維持變壓器的正常運轉具有重要的意義，所以為了保證電力系統的穩定運行，通常會使用色譜分析的方法對變壓器的運行狀態進行實時監控。

4.2 及時發現潛在故障

變壓器的維護工作是變壓器運行管理中的重要工作內容，其主要目的就是確保變壓器的健康穩定運行，避免因為發生故障而影響到電力系統運行的安全性和可靠性。所以通過色譜分析，能夠及時的獲取變壓器的潛在故障，為維修人員提供維修依據，從而提前消除故障隱患，避免故障的發生，為變壓器的穩定運行創造有利的條件。

5 結束語

變壓器運行的狀態是否正常，可以利用油色譜分析方法，根據油色的變化情況來進行辨識，這是當前變壓器運行過程中普遍使用的一種監測方法，通過對變壓器油色變化的有效監測來對變壓器工作狀態進行分析，及時發現變壓器運行中存在的故障隱患，提高變壓器運行的安全性和可靠性，為電網安全穩定的運行奠定良好的基礎。

參考文獻

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