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摘要：大型变压器故障在实际处理过程中往往较为复杂，采用科学手段能够缩短变压器故常处理时间。绝缘油气相色谱分析技术是检测变压器潜伏性故障的有效手段，本文介绍了绝缘油气相色谱技术在变压器故障分析中的应用。
关键词：绝缘油色谱；变压器；故障判断；应用
1前言
前言目前，发电厂大多使用油浸式变压器，绝缘纸作为绝缘材料，当设备内部发生故障时就会产生一些可燃气体，而油对这些气体有一定的溶解能力，因此我们通过分析油中各种气体的含量可以判断变压器是否存在故障，以及故障类型及发展趋势。
2油中溶解气体分析和故障判断的常用方法
2.1特征气体法
变压器油大多采用矿物绝缘油，其主要成分是碳氢化合物，由于放电或过热可以使某些C－H键和C－C键断裂，断裂后这些自由基会重新结合形成氢气和低分子烃类气体，根据释放的能量不同产生的气体不同，乙烯一般在500℃下生成，乙炔一般在800℃－1200℃的下生成，因此，变压器在不同故障时放热能量不同产生气体也不同，我们可以通过特征气体的含量来判断变压器的故障类型。通常变压器故障分为三种：过热、放电和受潮，各种故障产生的气体也各不相同。过热故障：油过热时产生气体主要是甲烷和乙烯，一般二者之和占总烃的80%以上，涉及到固体绝缘过热时除产生甲烷和乙烷外还会产生较多的一氧化碳和二氧化碳，且CO/CO2的比值会随过热温度升高而升高；放电故障：（1）电弧放电，主要特征气体为乙炔和氢气，其中乙炔占总烃的20%－70%，氢气占氢烃的30%－90%；（2）火花放电：主要特征气体为乙炔和氢气且总烃含量不会很高；（3）局部放电：主要特征气体为氢气和甲烷，其中氢气占氢烃的85%以上；受潮故障：主要特征气体为：氢气，受潮故障如不及早发现会发展成放电性故障。
2.2特征气体产气速率法
产气速率对反应变压器故障的存在、发展趋势更加直接。因此，考查产气速率不仅可以进一步确定故障的有无，还可以对故障的性质做出初步的估计。一般使用两种计算产气速率的方法来判断故障的发展趋势：（1）总烃绝对产气速率；每个运行小时产生总烃组分体积数的平均值；（2）总烃相对产气速率：每个月总烃含量增加的百分数的平均值。
2.3比值法
2.3.1三比值法是根据五种特征气体CH4、C2H6、C2H2、C2H4、H2的比值对应相应的编码规则，根据编码组合分析判断故障类型的方法，三比值法的编码规则和判断方法可参照国标《GB－T7252－2001》或电力行标《DL/T722－2014》。
2.3.2在应用三比值法时注意事项
（1）只有根据各组分含量注意值或产气速率注意值判断可能存在故障时才能进一步用三比值法判断其故障的类型，对于气体含量正常的设备，比值没有意义。
（2）表中所列每一种故障对应的一组比值都是典型的。对多种故障的联合作用，可能找不到相对应的比值组合，此时应对这种不典型比值组合作具体分析，从中可以得到故障复杂性和多重性的启示。
（3）应注意设备的结构与运行情况，例如对自由呼吸的开放式变压器，由于一些气体组分从邮箱的油面上逸散，特别是氢与甲烷。因此，在计算比值应作适当修正。
（4）特征气体的比值，应在故障下不断产气进程中进行监视才有意义。如果故障产气过程停止或设备已停运多时，将会使组分比值发生某些变化而带来判断误差。
3某电厂2号机500KV变压器C相故障诊断
某电厂采用保定天威保变电气股份公司生产，型号DFP－240000/500，2004年8月生产，2006年6月运行，2013年9月9日色谱分析乙炔和总烃出现超标现象，连续跟踪分析。
2013年9月9日发现色谱分析数据超过注意值，乙炔、甲烷、乙烯的含量较高，乙炔和总烃已超过注意值，变压器内部存在故障，通过特征气体法判断为油中电弧放电，通过三比值法进行分析，故障编码为122判断为变压器内部存在放电兼过热现象，因当时不具备停机条件，我们与电气人员及发电人员讨论决定待运行观察，每天对绝缘油色谱进行分析，连续测量发现乙炔的含量是先升后降，总烃的含量是逐渐升高，乙炔与乙烯的比值逐渐降低，故障编码由原来的122转变为022，后面测量氢气、乙烷、乙烯、甲烷逐渐升高，通过故障现象，推断为内部存在小范围内的瞬间放电现象，后期未发生放电现象，只存在过热现象。2014年2月17日2号机组A修开始，2014年3月5日打开2C主变，发现将军帽与高压引出线螺纹未完全重合，丝牙错位，引起发热；高压侧引线下端部存在放电现象。高压专业更换高压侧引线接头；高压侧引出线包扎，并对油质进行过滤，2号机组于2014年5月5日启动运行运行一段时间后于2015年5月22日测量，色谱分析已合格，虽然还有少量乙炔，属于油中残留气体，2C主变现在一直安全运行。综合上述分析，在实际检测的过程中主要注意以下几点：
对于油浸式变压器，我们应严格按国标和电力行标的规定进行油质分析，在掌握了大量真实的分析数据后可根据以下方法进行故障类型判定：①有无故障的判定，常用的方法是“三查”，即查对注意值，考查产气速率和调查设备状况。②判断故障类型：采用特征气体法、三比值法对变压器等充油电气设备故障类型进行判定。③在确定设备故障的存在及故障类型的基础上，可通过产气速率进行故障严重程度和发展趋势的分析，另外我们还可以结合瓦斯分析、平衡判据和回归分析等方式进行分析。④综合分析：油中气体分析对运行设备内部故障的判断存在片面性，因此，在判断故障时，必须结合电气试验、设备运行、检修等情况进行综合分析，对故障的部位、原因、绝缘或部件的损坏程度等做出准确的判断，从而制定出合适的处理方案。
4结束语
综上所述，大型变压器的故常处理是电力企业日常检修的重点和难点，平时运行时我们如果发现乙炔出现超标或接近超标现象时要缩短油质分析周期，加强跟踪，并结合电气试验数据，与电气、运行人员共同分析故障类型，及时、准确的找出故障点及故障发展趋势，使我们的电力设备安全可靠的运行。
参考文献：
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