变压器油中溶解气体色谱分析

变压器油中溶解气体现象的分析 ----宋停云与您分享----

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第一步：引言

变压器油是一种用于绝缘和冷却变压器的重要介质。然而，随着变压器运行时间的增加，变压器油中溶解气体的含量可能会逐渐增加。本文将分析变压器油中溶解气体的现象，并探讨其对变压器性能和可靠性的影响。

第二步：溶解气体的来源

变压器油中的溶解气体主要来自两个方面。首先，变压器运行时，由于油和固体绝缘材料的老化或损坏，可能会产生气体。这些气体可以是空气中的氧、氮等。其次，变压器油中的溶解气体还可能来自油中的悬浮颗粒的气体释放。这些颗粒可能是由于变压器运行时的摩擦和磨损或材料老化产生的。

第三步：溶解气体的影响

变压器油中溶解气体的存在会对变压器性能和可靠性产生不利影响。首先，氧是变压器油中常见的溶解气体之一。氧的存在会导致油中产生氧化反应，使油质变差，进而降低绝缘性能。其次，氮和氢等气体----宋停云与您分享----

----宋停云与您分享---- 的存在会增加变压器中气体的总体积，从而增加内部压力。如果压力过高，可能会导致油泄漏或甚至引发爆炸。此外，溶解气体的存在还会降低油的介电强度，增加击穿的风险。

第四步：溶解气体的分析方法

为了准确评估变压器油中溶解气体的含量，常用的方法是通过气相色谱法进行分析。该方法可以快速、准确地检测油中的氧、氮、氢等气体含量。通过定期进行油样分析，可以监测变压器油中溶解气体的变化趋势，及时采取相应的维护措施。

第五步：溶解气体的控制和维护

为了保持变压器的正常运行和延长其使用寿命，需要控制和维护变压器油中的溶解气体含量。首先，定期检查变压器的绝缘材料，及时更换老化或损坏的部件，以减少气体的产生。其次，定期进行变压器油的维护，包括油的过滤和再生处理，以去除油中的悬浮颗粒和溶解气体。此外，对于高压变压器，还可以考虑安装气体放散装置，以便及时排放变压器内部的气体。

变压器油中溶解气体检测

一、油中溶解气体检测的意义及原理

1.油中溶解气体检测的意义

电力变压器是电网的核心设备，其运行可靠性影响着电网的安全稳定。大多数变压器故障都是由内部局部微小缺陷逐步演变形成的。变压器构造为结构复杂的全密封箱体，其内部缺陷难以通过外部测量手段监测，但其导致的放电或过热现象，不同程度上均会导致变压器绝缘油及绝缘纸等固体绝缘材料发生一系列化学反应，生成不同类型的故障特征气体，并溶解于变压器油中。如同诊断人体疾病最常用的“验血”手段，通过对油中溶解特征气体浓度及比例的检测或监测，可及时发现变压器大部分内部隐患和缺陷。

常用的变压器油中溶解故障特征气体主要为氢气（H2）、甲烷（CH4）、乙烷（C2H6）、乙烯（C2H4）、乙炔（C2H2）、一氧化碳（CO）、二氧化碳（CO2）七种。

2.油中溶解气体检测方法

常用的多组分气体检测方法主要包括气相色谱法、光声光谱法、电化学传感器法、半导体传感器法等。

气相色谱法通过气相色谱检测器测量油中溶解气体的浓度，其具有技术成熟度高、测量灵敏的优势，但存在需要更换载气、色谱柱的问题；

光声光谱法属于一种光学气体检测方法，其具有测量周期短、无需载气、维护量少的优势，但存在国产化程度低的问题，且部分气体（如乙炔）检测灵敏度仍有待提升。

电化学传感器法与半导体传感器法检测原理类似，均是通过待测气体改变传感器/半导体本身的特性后产生的电流信号来测量气体浓度，均具有灵敏度高、成本低的优点，但都同样存在气体间交叉干扰的影响，且长期可靠性较差。

目前常用于在线监测的油中溶解气体检测装置主要采用了气相色谱与光声光谱技术。气相色谱技术成熟度高，主要零部件实现了全国产化，具有价格优势；光声光谱技术具有检测周期短、维护量少的优势，入网率逐年上升，但由于其主要核心部件（光源、麦克风）仍依赖进口，导致其成本较高，价格较贵。

二、油中溶解气体在线监测装置入网检测

目前，油中溶解气体在线监测装置在变压器状态监测中具有广泛的应用，但变压器运行环境复杂，如何保持油中溶解气体在线监测装置在运行中的测量准确性（精度）是面临的一大难题。如果在线监测装置精度降低，甚至发生误报等现象，就丧失了在线监测装置对变压器早期潜伏性故障的监测作用，还会增加运维人员的工作量。

变压器油中溶解气体分析报告和判断导则DLT722—2000

导言

1.引言

2.检测指标

根据《变压器油中溶解气体分析报告和判断导则DLT722—2000》的要求，我们对变压器油中的氢气（H2），一氧化碳（CO），甲烷（CH4），乙烯（C2H4）进行了分析。

3.分析结果

我们对样品进行了气相色谱分析，并得到了以下结果：

- 氢气（H2）含量：30 ppm

- 一氧化碳（CO）含量：15 ppm

- 甲烷（CH4）含量：10 ppm

- 乙烯（C2H4）含量：5 ppm

4.判断导则

根据《变压器油中溶解气体分析报告和判断导则DLT722—2000》的要求，我们对分析结果进行了判断。

-对于氢气（H2），一氧化碳（CO）和甲烷（CH4）的含量，当其超过以下限值时，需要进一步评估变压器的绝缘可靠性：

- 氢气（H2）：100 ppm

- 一氧化碳（CO）：50 ppm - 甲烷（CH4）：50 ppm

-对于乙烯（C2H4）的含量，当其超过以下限值时，需要考虑变压器绝缘系统的性能：

- 乙烯（C2H4）：100 ppm

根据以上判断导则和分析结果，我们可以得出以下结论：

- 氢气（H2）的含量为30 ppm，低于评估限值，变压器绝缘可靠性良好；

- 一氧化碳（CO）的含量为15 ppm，低于评估限值，变压器绝缘可靠性良好；

- 甲烷（CH4）的含量为10 ppm，低于评估限值，变压器绝缘可靠性良好；

- 乙烯（C2H4）的含量为5 ppm，远远低于评估限值，变压器绝缘系统性能优秀。

综上所述，根据《变压器油中溶解气体分析报告和判断导则DLT722—2000》的要求，我们认为该变压器的绝缘系统可靠性良好，性能优秀。

油中溶解气体色谱分析 1

油中溶解气体色谱分析

一、 运行中充油设备中溶解气体色谱分析周期

1. 330KV及以上变压器、电抗器为3个月。

2. 220KV变压器为6个月。

3. 35KV级以上，容量为1000KVA及以上的电力变压器每年一次；对比较重要的变压器，可缩短检测周期。

4. 电抗器检测周期同电力变压器。

5. 66KV级及以上的CT、PT每 2—3年检测一次，如有全密封者不用检测。

6. 大修后和新投入的变压器，在投运前要做一次检测，投运后一段时期内多检测几次。

二、 粗略判断

将色谱分析结果的几项主要指标（总烃、乙炔、氢气）与注意值作比较：

表1 各种充油电气设备油中气体含量的注意值

设备 主体部分 含量μL（气）/L（油） （ppm）

220kv及以上 110KV及以下

变压器

电抗器 总烃 150 150

乙炔 1 5

氢 150 150

CO 当CO＞300时，相对产气率＞10%

CO2 可与CO结合计算，CO2/CO的比值作参考

CT 总烃 100 100

乙炔 1 2

氢 150 150

PT 总烃 100 100

乙炔 2 3

氢 150 150

套管 甲烷 100 100

乙炔 1 2

氢 500 500 油中溶解气体色谱分析 2

注：

1. 乙炔是充油设备内部存在电性故障的特征气体。

2. 总烃是热性故障的特征气体，其中乙烯往往作为高温过热的特征气体，甲烷在其含量大于氢时，可作低温过热的特性气体。

3. ppm为百万分率（10-6） 1ppm=0.0001%。

4. 500kv电力变压器乙炔含量的注意值为1ppm。

5. 故障点温度较低时，油中溶解气体的组成主要是CH4，随着温度升高，产气率最大的气体依次为CH4 、C2H6、 C2H4、C2H2。通常油中的C2H6含量小于CH4，是由于C2H6不稳定，在一定温度下极易分解为C2H6（气）= C2H4（气）+H2（气），即C2H4 和H2是相伴产生的。