浅析在电力系统油务监督中色谱分析的作用

浅析在电力系统油务监督中色谱分析的作用

刘慧慧王一开

国网长治供电公司变电检修室山西长治046000

摘要：在电力系统中，油浸变压器应用数量较多，在油浸变压器中，其绝缘多采用油纸组合，这样在变压器出现故障时，油纸受热情况下会有烃类气体产生，而且在故障点温度不断升高的情况下，绝缘油会发生裂解，从而产生不同的烷烃、烯烃及炔烃，这些烃类气体在特定温度范围内会有最大的产气率情况出现，因此在不同性质故障下，绝缘油会产生不同含量和不同组分的烃类气体。因此将色谱分析应用于变压器故障判断，可以充分的利用变压器油中溶解的气体来对各种潜伏性故障进行判断，实现对变压器运行状态的监督，确保变压器运行的安全。

关键词：电力系统；油务监督；色谱分析

1电力系统油务监督中色谱分析技术概述

电气试验通常利用气相色谱对绝缘油中的溶解气体进行分析，从而对于充油电气设备内部可能存在的故障做到及早发现，因此，在电力系统油务监督中，色谱分散监督绝缘的重要措施。色谱分析的优势在于，能够是设备运行的情况下进行检测，并且不容易受外界因素的干扰，因此，通过对运行的设备内部绝缘情况定期色谱监测，从而能够保证设备稳定安全运行。通常情况下，变压器使用油纸复合绝缘，一旦变压器内部存在潜伏性故障时，由于受到热的作用，油纸就会产生烃类气体。因为具有不同化合键的碳氢化合物的热稳定性是不同的，因此，随着故障点温度升高，绝缘油会裂解产生烷烃，烯烃与炔烃。在电或者热的作用下，充油电气设备内有机绝缘材料与绝缘油会发生老化分解的现象，产生了CO2，CO，以及少量低分子烃类气体，绝缘油中将产生的大部分气体溶解。一旦除油器内部出现放电性故障或者潜伏性过热故障时，这些气体产生的速度就会加快，当故障极限发展，分解的气体在绝缘油中就会形成气泡，从而在绝缘油中对流，扩散，注解溶解。故障产生的类型，故障产生的严重程度与故障产生气体的含量和组分有着紧密联系。作为对充油电力设备内部故障进行诊断的技术，色谱分析具有准确性高，诊断及时的特点。基于此，当变压器在工作过程中，通过对绝缘油中定期的色谱分析，就能够对设备内部存在的潜伏性故障及时发现，从而降低甚至避免事故的发生。

2色谱分析选用的方式

色谱分析技术自创设以来，在不断发展过程中，无论色谱分析方法还是能够选取的配套仪器都越来越完善，而且能够快速对油液浓度和内含成分进行分析，分析所得到的数据也具有非常重要的参考价值。在色谱分析时主要依循于洗脱液相和固相两类物质，对不同特质的油液进行分析，测定流程不仅较为稳定，而且具有多样化的特点。当前色谱仪包括液相食品、气相仪器和凝胶性仪器等几大类，各种色谱仪能够对高分子材质进行内在成分解析。也可以选取凝胶色谱对某一成分内含的分布状态及内在分子量。在对电力配备的绝缘油可以利用色谱分析法，不仅能够取得较好的效果，而且能够为电力系统油务监督起到积极的作用。利用色谱分析方法，不仅能够对油液中可溶解的内在气体进行辨析，而且能够对油液内含的若干成分进行识别，能够有效的测定充油设备内部存在的潜伏性故障。并对充油状态的配套设备起到有效的监测作用。利用色谱分析技术能够对充油设备潜在的隐患进行辨析，并对以妥善处理。

3色谱分析方法在电力系统油务监督中的应用

3.1根据绝缘油中溶解的气体情况进行分析

通常情况下，绝缘油溶解的气体包含多个方面的内容，如C2H2，CH4，C2H6，C2H4，CO2，CO，H2等。当变压器内部出现不同的故障时，就会有不同的特征气体出现。基于绝缘油气相色谱分析结果与产生的气体的特征以及产生特征气体的注意值进行比较，从而判断变压器等设备是否存在故障以及故障的性质和程度。

3.2根据三比值法进行分析

三比值法在设备故障检修中的应用非常常见，且检测效果较好，具体来说，只有当通过产气速率注意值或者是通过特征气体含量注意值判断出故障可能存在的时候，才能对故障的类型用三比值法进行判断。实际上，对包括变压器等在内的充油电气设备故障类型进行判断的重要方法就是三比值法。三比值法是基于IEC即国际电工委员会提出的根据特征气体比值进行故障判断的方法。三比值法中的任何故障对应的比值都具有典型性，通过对于多种故障的联合作业，有可能出现找不到对应比值组合的情况，这时需要分析该不典型比值的组合，进而可以获得故障的多重性与复杂性。比如当比值为122时则有可能是同时存在过热和放电。

3.3根据故障所在位置产生的气体情况进行分析

电力系统的设备气体含量有一定的特点，因此，可以根据气体含量对故障情况进行分析。电力系统充油设备，有些设备因为某些原因，即使气体的含量比注意值高，也不能对故障进行判断；而有的设备虽然其气体的含量比注意值要低，然而气体的含量增加的速度非常快，此时，必须给以重视。绝缘油气体产生的能够直接明显的反映出设备故障的存在，设备故障的程度以及设备故障的发展。

3.4根据设备故障的程度进行分析

基于设备故障存在以及类型确定的前提下，对故障类型的程度与发展进行掌握无疑非常重要，只有掌握了故障的程度与发展才能及时制定合理措施，预防设备损坏。判断设备故障的程度及发展，需要在基于IEC三比值方法的前提下，与回归分析法，瓦斯分析法，平衡判据法等相结合进行判断。

4电力系统油务监督色谱分析应注意的问题

（1）通过气相分析对充油设备内部故障进行连续检测时，一旦出现油中气体含量到达一定范围，需要采取措施进行其他电气试验，确保对设备是否存在故障进行正确判断。

（2）当试验的结果比某一项注意值的上限要高时，需要采取相应的措施，尽快停止设备的运行，同时进行其他的试验，对存在故障做进一步判断，并且明确故障点，避免发生重大事故。

（3）利用气相色谱分析法分析充油电气设备在气体的含量，能够对设备是否存在故障，以及存在故障的性质是过热故障还是放电故障进行判断，同时能够对故障发生的位置是在变压器的固体绝缘部分还是裸金属部位进行判断。此时，必须及时采取措施，对故障进行正确的处理，从而杜绝事故的发生。

结束语

在电力系统运行过程中，变压器是重要的电气设备，其运行状态直接关系到整个电力系统的稳定性，所以需要对变压器的运行状态进行实时检测。气相色谱分析法是检测充油设备是否存在故障的重要方法，其通过对变压器油中的气体组分进行检测，就能够获取变压器是否存在潜在故障，为工作人员提供有利的参考依据，从而最大程度的降低变压器故障的发生率。气相色谱分析法是变压器维护管理工作中的重要方法，为确保电力系统中油务监督工作的顺利进行创造了良好的条件。

参考文献：

[1]潘宇凯.色谱分析在电力系统中的应用[J].科技资讯，2010，10：38，39.

[2]惠晓燕.电力系统中油化验技术的应用[J].城市建设理论研究，2012，33：68.