主變的“血檢”

高新剛 馮統慶 宋東

摘 要：絕緣油的色譜分析是判斷變壓器內部故障隱患的重要檢測項目，本文簡要的介紹了絕緣油色譜的取樣、試驗過程及分析方法。

關鍵詞：組分含量;產期速率;三比值

變壓器是電網的核心設備，他的安全運行是電網安全和穩定的基礎，在面對人們對用電的安全性和穩定性越來越高的要求，變壓器的安全運行也越來越重要，變壓器的運行狀態如何使我們必須了解的，了解變壓器的運行狀態除了對變壓器的外觀巡視及試驗外還應了解變壓器的內部狀態，對于變壓器敀內部如何檢測，絕緣油的色譜分析是一種非常有效的手段。

變壓器絕緣油的色譜分析并不是檢測絕緣油本身的質量而是根據絕緣油中氣體組分含量來判斷變壓器內部是否存在故障隱患的一項試驗。

變壓器絕緣油的色譜油樣分析類似于我們的抽血化驗

一、抽血：取（油）樣

由于變壓器絕緣油所檢測的組分含量十分微小，所以每一個操作步驟都要認真仔細。現場變壓器絕緣油取樣要隨用隨取，不可取后長時間放置，以防止油樣組分含量失真。取樣應在良好的天氣進行。取油樣時油流應平緩，將取樣容器瓶口對準取樣閥門，調節二級閥門，緩慢向容器放入絕緣油，取油時應讓去油容器稍微傾斜，讓油隨容器壁不至于產生氣泡。取到足夠的油樣時，關閉取樣閥用小膠頭封閉注射器。在取樣時應規范操作以避免其他雜質進入油樣，如取樣瓶受到污染，油樣肯定會失真，其后的數據、分析、都會失真，以致我們可能做出錯誤判斷。

二、試驗

色譜試驗操作步驟多容易產生誤差

先說一下色譜試驗的操作步驟及容易產生的誤差。先通載氣（氮氣）再通氫氣（注意氫氣純度）

通電開機;先設置柱溫、檢測器、輔助箱等溫度保護。再設置柱溫、檢測器、輔助箱等溫度流程，

檢查儀器的開始狀態：先檢查色譜儀的氮氣，氫氣，空氣氣路氣壓是否正常，再看色譜儀的面板指示燈是否正常，色譜儀的色譜柱，檢測器，輔助箱，轉化爐的溫度保護設置范圍是否適當。運行溫度了人轉換時間是否設置正確。運行基線是否以運行穩定。測試軟件是否正常，

建立色譜庫：準備好標氣，打開軟件選的標氣譜圖，把標氣打入色譜儀，完成標樣色譜圖，點擊‘樣品’選好建立標樣庫。

注油測試：油樣脫氣后，讀取脫氣量（脫氣量影響試驗結果，一定要讀取準確）。點擊確認，注入油樣氣，通過色譜圖確認實驗結果（為減小操作誤差，標氣和油氣應在同一環境油同一人完成）

譜圖分析通過油氣組分測試對比標氣組分標準值而變壓器絕緣油的組分含量值，然后透過分析絕緣油的組分含量值來判斷變壓器內部是否存在故障隱患。

三、分析判斷：

我們先說一下絕緣油色譜檢測的組分H2/CO/CO2/CH4/C2H6/C2H4/C2H2

油中氣體氣體含量常用ppm來表示，也用10-6表示如：H2的含量的注意值可以用150ppm表示，也可用150×10-6來表示。規程規定運行中有油中溶解氣體含量超過下列任何一項值時應加以關注。

總烴含量 ? 150ppm

氫氣 ? ? ? 150ppm

乙炔 ? ? ? ? 5ppm

當變壓器有異常時，應縮短試驗周期，進行追蹤分析。

組分含量注意值

絕緣油的色譜分析我們首先要看組分含量注意值是否超標

當檢測的主要氫氣、總烴、乙炔等氣體含量相互伴隨升高，則極有可能變壓器出現故障隱患。應停電做電氣試驗檢修以判斷變壓器的狀態是否能夠安全運行。

如變壓器油中單項組分超標，是指其單項超過規定的注意值。但是其他的組分含量較低，而且增長速度不明顯。

變壓器和套管中油的含量單項超標，絕大數原因是設備進水受潮所致。如果伴隨著含量的超標，即是固體絕緣受潮后加速老化的結果。當色譜分析出現含量是單項超標時，應建議進行電氣試驗和微水分析

我們要了解組分氣體與溫度的關系，當每一個氣體組分含量變化，都是變壓器內部溫度的反應。在變壓器中主要的絕緣材料是絕緣油和絕緣紙、絕緣板等，在運行中逐漸老化。絕緣油分解產生的主要氣體是氫和烴類氣體，絕緣紙等固體材料分解的主要氣體是CO和CO2.可將CO和CO2看做油紙絕緣系列中固體材料分解的特征氣體。當變壓器發生低溫過熱性故障時，溫度并不高，一般絕緣油的分解并不劇烈，因此烴類氣體的含量不高，但CO和CO2含量增長較大，所以可以用CO和CO2的產期速率和絕對值來分析變壓器固體絕緣的老化狀態，可發現一些變壓器內部固體絕緣老化、低溫過熱故障。

如果通過測試證實了變壓器進水，那么就要設法在現場除去或降低變壓器油中含水量。由于固體絕緣材料含水量要比油中含水量大100多倍，他們之間的水分會相對平衡，因此，一般現場降低油中含水量所采用的真空濾油法不能長久的降低油中含水量，他對變壓器中的整體水分影響較小，但是目前沒有一種有效的去水法，為了確保設備安全運行和延長使用壽命，定時進行濾油是必要的，有條件的單位應對變壓器內部的固體絕緣進行干燥處理。

例如，某主變壓器2018年7月13日色譜分析發現含量單項超標，超過注意值2倍以上，判斷為主變壓器內部進水，經微水分析得以證實，7月30日進行濾油含水量降至，但是只運行了半個月，含水量又上升至45mg/L，是固體材料老化所致

C2H2的產生和放電性故障有關，應引起重視，但是其他的組分含量較低，而且增長速度較緩慢，很可能是變壓器內有載調壓開關油或是引線套管油滲入本體所造成的，這是因為C2H2含量注意值很低，總烴和H2的含量的注意值較高，只要有載調壓開關油或者有故障的變壓器套管的油滲入本體，C2H2的含量就會很快超標。

產氣速率

判斷變壓器故障的發展趨勢的主要依據是考察油中故障特征氣體的產生速率。當變壓器內部的故障處于早期發展階段時，氣體的產生比較緩慢，故障進一步發展時，產生氣體的速度也隨著增大。具體判斷時注意一下幾點：

產氣速率計算方法及其可比性。由上述可知，計算產氣速率有兩種方法。對相對產氣速率，由于它與第一次取樣測得的油中某種氣體含量成反比，所以若的值很小或為零時，則值較大或無法計算;另外，由于設備的油量不等，同樣故障的產氣量也會出現不同的值，因此不同設備的產氣速率是不可比的。對絕對產氣速率，由于它是以每小時產生氣體的毫升數來表示，能直觀的反映出故障能量與氣體量的關系，故障能量越大，氣體量越多，故不同的設備的絕對產氣率是可比的。

追蹤分析時間間隔。時間間隔應適中，太短不便于考察，太長，無法保證變壓器正常運行，一般以間隔1-3個月為宜，而且必須采用同一方法進行氣體分析。

產生速率判斷法只適用于過熱性故障。由上述可知，變壓器故障有放電性故障和過熱性故障兩種。對放電性為主的變壓器故障，一旦確診，應立即停運檢修，不能要求進行產氣速率的考察。考察產氣速率只能適用于過熱性為主的變壓器故障。

負荷保持穩定，考察產氣速率期間，變壓器不得停運，并且負荷應保持穩定。如果要考察產氣速率與負荷的相互關系時，則可有計劃的改變負荷進行考察。

三比值是指變壓器內溶解氣體中乙炔和乙烯、甲烷和氫氣、乙烷和乙炔的比值。根據變壓器內絕緣油在故障下裂變產生氣體組分含量的相對濃度與溫度的相互關系，從5種特征氣體中選取兩種溶解度和擴撒系數相近的氣體組成三對比值，然以不同的編碼表示。根據編碼規則和故障類型判斷類型判斷方法作為診斷故障類型的依據。這種方法可得出對故障狀態較可靠的診斷，這種方法消除了油的體積效應影響，是目前故障類型診斷的主要方法。

綜合判斷：色譜分析試驗對了解變壓器內部的運行狀態是非常重要的，他能有效檢測變壓器內部放電和過熱性故障隱患。結合其他的試驗結果進行綜合分析判斷，準確的了解變壓器的運行狀態。以保證變壓器的安全運行。