变压器油色谱分析
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中国电力教育2010年管理论丛与技术研究专刊
575
变压器油色谱分析
丁永超* 郭 潜 宋 东
(山东省平邑县电力公司，山东 平邑 273300)
摘 要：变压器的安全是电网安全运行的基础，色谱分析是检测变压器变运行状态的重要手段。
本文简单叙述了绝缘油中溶解气体的产生及色谱分析方法，说明了如何对测试数据进行综合分析判断的一般方法。
关键词：色谱分析；烃类；乙炔
随着当前社会的发展，经济的快速增长，人们对电能的依赖性越来越强。
一次不必要的停电就有可能给某些厂矿、医院、学校等企事业单位带来不同程度的损失。
由此可见，保证供电的可靠性责任重大。
随着人们对用电的稳定性及可靠性的要求越来越高，于是产生了安全可靠的运营供电与必要的检修试验这个矛盾，亟待人们去解决。
变压器的安全运行是电网安全的保证。
目前，在变压器的故障诊断中，只凭电气试验的方法往往很难发现某些局部故障与发热缺陷，特别是变压器内部的过热性和放电性缺陷。
但通过变压器中气体的油中色谱分析这种方法可以有效地发现这些潜伏性故障及其发展程度。
对于油浸式电力变压器，绝缘油中溶解气体的色谱分析就是发现这种潜伏性故障的有效方法。
油色谱分析的原理是任何一种烃类气体的产生速率随温度变化而变化，它是对运行中的变压器油样进行油中溶解气体成分及含量的分析，根据不同的成分及含量可判断变压器存在的潜伏性故障及性质。
因为油浸式电力变压器的内部故障大体上有局部过热和局部放电两种类型，这两种故障都会引起故障点周围的绝缘油和固体绝缘材料发生分解而产生的气体，这些气体大部分溶解到油中，因为不同性质的故障产生的气体不同，而同一种性质故障，由于故障的严重程度不同，产生的气体数量也不相同。
变压器油色谱分析中H 2、CO 及等烃类气体随温度变化而产生。
在一定的温度下，某一种气体的产气率会出现较大值，随着温度的升高，变压器油依次会出现CH 4,C 2H 6,C 2H 4,C 2H 2。
由于溶解气体含量与故障温度有对应关系，而电弧与局部过热是产生故障气体的主要原因。
由于故障气体大部分都溶于变压器油中，变压器油中故障气体各种组分的含量多少与故障性质及严重程度有直接关系。
因此在变压器运行中对其进行定期测量溶解与油中的气体组分和含量对于及早发现变压器内部潜伏性故障有非常重要的作用和意义。
我们是通过变压器油中析出的气体来分析变压器内部故障性质和严重程度的，也就是说我们要了解组分气体与温度的对应关系。
当每一个气体组分含量变化时，都代表着变压器内部温度对应的变化。
如：当设备进水或有气泡引起水与铁的化学反应时，主要重新生成氢气，而甲烷、乙烯、乙烷、乙炔等气体产生也分别需要各自的温度和能量。
一般说来，乙烯是在高于甲烷和乙烷的温度下生成的，而乙炔是在更高的温度下生成的，一般是在电弧作用下、1000C°以上的温度下产生的。
所以当组分中出现乙炔时，应当引起我们的高度重视，因为极有可能变压器内部出现了高温过热或放电故障。
如：平邑供电公司出现的一起变压器故障，2008年3月温水35kV 变电站1＃主变瓦斯动作，瓦斯内有气体出现。
我们随即对变压器进行了常规的电气试验，其接触电阻正常，电气试验直流电阻、变比、绝缘电阻、介质损等试验项目数值正常且与前次试验值近似，电气试验没有发现异常，色谱实验分析有乙烷、乙烯出现骤增并超过规定注意值，并且有乙炔出现。
进一步分析认为需吊芯检查。
经过吊芯，检查发现，有一处绝缘木老化进而造成击穿，引起铁芯两点接地，排除故障恢复运行，按规定进行追踪试验正常后，恢复正常运行。
对于变压器中溶解气体组分含量，只要其中任何一项组分含量超标都应引起注意。
但对于变压器内部是否存在故障时，不能只凭一项组分超标就判定，要根据烃类气体的总的产气速率和相对产气速率及烃类气体的三比值来分析判断。
这样可以较准确地得到故障信息，如果一次试验结果不能判断，要对其进行追踪实验，必要时要和相关的电气试验数据进行综合分析判断，以保证判断的准确性。
变压器油气的色谱分析，对于油气中各种组分的分析能够真实有效反映变压器的内部过热或放电性情况，但也要综合各方面的情况进行综合判断。
这对于尽早发现设备内部过热或放电性等潜伏性故障以及预防变压器内部过热或放电性故障有着重要的作用和实际意义。
*作者简介：丁永超，男，山东省平邑县供电公司变电检修工区，助理工程师。
