变压器油色谱异常浅析

变压器油色谱异常浅析

李涛

国网山西省电力公司检修分公司，山西太原 030000

摘要：变电设备运行使用时间过长或检修不彻底等都可能引发设备故障问题，为进一步提升变电设备的实际运行效率，通过油色谱对变压主体油进行检测，能够及时的对特征气体数值进行检测，便于排查异常情况，提升设备状态检测的工作质量。气相色谱分(DGA)是当前阶段准确率较高、灵敏度较强的一种变压设备检测手段，基于此，本文通过分析实际案例，对色谱分析的方法与设备异常处理对策进行系统的分析。         关键词：特征气体；产气效率；气相监测         1 引言

变压设备的油色谱检测分析属于油浸式变压设备的重要检测方式之一，可以及时发现变压器内部出现的过电、过热情况，为故障类型、故障点的推断提供可靠的数据基础。试样中特征气体的浓度、比值大于注意值时，变电设备极可能存在异常问题，需要进行检修。

2 色谱分析在故障判断中的意义         2.1 维持变压器正常运转         通过对变压器油的色谱分析来判断故障种类这一方法在变压器的使用工作中是有重大的意义的。首先，这一方法能够维持变压器的正常运转，维护电力系统的稳定运行。利用对变压器油的色谱分析方法，能够真实的了解变压器的工作状态，对于维护整个电力系统的工作稳定有着重要意义。         2.2 及时发现潜在故障         分析变压器油的色谱来判断变压器的故障种类还能够帮助电力操作人员及时地发现变压器中存在的威胁，尽早发现潜在的问题，有利于电力人员对变压机器的工作维护。变压器的安全稳定关系到整个电力系统的工作安全，因此，及早发现变压器中存在的问题，能够有效避免更大的经济损失。

3 利用色谱分析故障的原理 变压器的设计原理中，绝缘工作的设计主要是通过变压器油和绝缘材料来进行，变压器油加上特殊的绝缘材料，能够在变压器的正常工作中，有效地对电流进行绝缘，维持变压器内其他部件的正常工作。而变压器油是从石油原油中分离出来的一种油质，因此，变压器油也包含了石油的构成元素烷烃、环烃族饱和烃等化学有机物。变压器在正常的工作过程中，内部的电流转换等化学反应会对变压器油的化学性质产生一定的改变。变压器处于运转工作时，变压器油和相关的绝缘材料会因为受到变压器工作的影响会产生一定的性质变化，原有的化学性质遭到破坏。在这个过程中，变压器油会因为受热度增高而产生一定的化学反应，原本的化学构成元素因为受外界作用而发生改变，分解出一些气体。 变压器油因为化学性质的改变而产生出了一定的气体，这些气体在变压器油中溶解与油质结合以后，会使变压器油的色谱发生一定的改变，呈现出异样的颜色，尤其在变压器中出现故障时油质颜色变化的最剧烈。变压器内部出现机器故障时，变压器油和绝缘材料的化学反应会更剧烈，产生的气体也更多，因而变压器油的色谱也就会呈现出色谱上的变化。而且根据变压器产生故障种类的差异，变压器的油质呈现的颜色也各不相同。正由于变压器的油与机器出现故障时的这种内在联系，可以通过查看变压器油的色谱来对变压器的故障种类进行判断。

4 基于油色谱进行故障判定的主要特征         基于油色谱进行变压器运行状况的检测特征主要包含三个方面，即气体的浓度、相对产气效率与绝对产气效率。         （1）气体浓度特征         一般情况下，变压器由于受到热力与电力的共同作用，会在运行过程中产生氢气、碳化合物以及烃类气体等成分。当变压器出现故障问题时，产生的气体速度会明显加快，特征气体的实际浓度检测能够对变压器是否正常运行进行简单的判定，。 （2）绝对、相对产气速率         变压器出现潜伏性问题时，气体浓度变化情况并不明显，但产气速率会发生一定的变化，可以以此为基础对机械运行情况进行判断。产气速率特征分为绝对性的与相对性的。结合实践经验，当总烃气体的相对速率超出10%时，就应该对变压设备进行检测，但如果总烃气体的起始值相对较低时，需要结合设备实际故障特征进行判定。当变压设备被判定为故障时，维修小组可以依照不同表现特征对故障类型进行判断。常见的故障判定类型有两种：特征气体以及比值法。比值法分为有编码、无编码两类。

5 变压器故障种类         5.1 温度过高导致的故障         变压器在正常使用的过程中，经常会出现一些工作问题。以下罗列出了一些常见的变压器工作问题。变压器是属于电力设备一类的带电工作机器，因为在正常运转的过程中当负荷电流过大时，就会出现温度升高的现象，当内部温度过高时，就会对内部的其他部件造成一定的损坏。导致变压器的正常工作中断，常见的变压器温度过高导致的具体故障有裸金属过热、绝缘固体过热等。         5.2 变压器受潮导致的故障         变压器常见的故障种类中另一个是由于潮湿度所造成的工作问题。对于带电的机器来说，水是一个重要的影响因素。而变压器一般又是安装在户外使用的，这就导致变压器接触水的机率较大。尤其是在下雨天，雨水流入到变压器内部，会对变压器造成一定的损坏，严重的甚至导致变压器爆炸。或者在空气潮湿度较大的环境中，变压器内的一些部件也会因潮湿无法正常工作。         5.3 内部漏电导致的故障         变压器中常见的故障种类还有一个是因为漏电而导致的变压器故障。作为一个电压调节设备，变压器中接触电流的部件是较多的，因此出现漏电的机率也就相对比较大。变压器内部的某一个部件一旦出现漏电现象，就会造成其他部件的受损。造成整个变压机器的运作受影响。

6 如何进行色谱分析         6.1 取出一定量的变压器油         利用变压器油的色谱来判断变压器出现的故障种类，要通过几个过程的操作来进行。首先，要准备一定量的变压器油。在变压器油的颜色发生改变之后，用试管或者注射器抽取出一定量的变压器油，装入到玻璃容器中备用。         6.2 分离变压器油中气体         通过变压器油的颜色来判定变压器的故障种类的第二个步骤是分理离出变压器油中的气体成分。         将备用的变压器油转入到真空脱气装置中，利用脱气装置分离气体与液体的工作原理，将变压器油中所溶解的各种气体和油质液体分离开来，以便于后续的检测工作。         6.3 通过鉴定器检测         接下来的一个步骤是使用鉴定器来检查气体构成。利用脱气装置将气体与变压器油液体分离以后，将分离出来的气体逐一装入到鉴定器中，气体鉴定器会根据不同气体的化学成分和构成等性质做出相应的鉴定数据，并且通过电脑显示系统将其相关的性质转化为电子数据，以供人们分析。         6.4 判断故障种类         根据鉴定器对变压器的油质中所含的气体类型的鉴定可以判定变压器内部所出现的故障种类。并及时采取有效的修复手段修补故障，避免因为变压器的损坏造成更大的损失。以上就是利用色谱分析来判断变压器的故障种类的具体操作步骤。

7 结语         综上所述，根据变压器的油色变化来了解变压器的正常工作状态，是目前电力系统等变压器应用行业中普遍使用的一种监测方法，变压器内的油色变化情况是对变压器工作状态最真实的一种反应，正确地掌握对变压器油色的辨识方法，对于变压器的利用工作有着重大的发展意义。通过对变压器油色的辨识分析，能够维持机器设备的正常工作进程，能够提前发现变压器中潜在的故障。  参考文献： [1]张静,柯友胜,马霄,马蕊燕,何军,张雪娇.现代分析技术在变压器油性能测试中的应用[J].绝缘材料,2017,50(12):15-21. [2]陆斌,刘鹏,陈润晶.变压器油色谱在线监测装置应用与管理[J].科技创新与应用,2017(30):136-137.