油浸式变压器油色谱异常分析与处理

油浸式变压器油色谱异常分析与处理

杨倩

（国网山西省电力公司临汾供电公司山西临汾041000）

摘要：正常情况下，变压器内部的变压器油及有机绝缘材料在热和电的作用下，会逐渐老化和分解产生少量的低分子烃类、一氧化碳及二氧化碳气体，这些气体大部分溶解在油中，当变压器存在潜伏性故障时就会加快产生。变压器色谱分析就是分析油中溶解气体的试验，通过分析油中气体含量的变化尽早发现变压器存在的潜伏性故障。文章就重点展开对这一技术应用情况的分析。

关键词：油浸式；变压器；油色谱；分析；处理

前言

变压器在电能的传输和转化过程中起着重要的作用，发电厂生产的电需要经过变压器进行转化以便居民使用，保障了人们用电的安全性，防止因电压过高产生电力危害，避免因电网问题造成人们的生命财产安全。变压器作为居民用电方面的保障，一旦出现问题，发生电力方面的事故，不仅会影响变压器的正常使用，而且会造成整个电力系统的崩溃，为人们财产安全带来巨大的经济损失。故障产生的原因种类各不相同，要充分的认识变压器运作的规律、有效分析各种数据、及时检测故障的所在，保障变压器的稳定运行。

一、油色谱在线技术发展现状

单组份在线监测设备。单组份监测设备在监测中不能及时反映故障类型，尤其当监测的气体为氢气时，单组份在线监测设备就无法判断设备是否有故障存在，及故障的类型。这是因为虽然氢气大部分是由电气缺陷和油品高温裂解产生所产生，变压器在运行过程中，金属材质就会吸附一定量的氢，然后在设备工作过程中扩散出来，而单组份在线监测设备就会误报警，这种情况时常发生，让其在线监测的准确性降低。

多组份的在线监测设备。多组份的在线监测设备可以进行多重分析，二氧化碳是该检测设备老化的重要指标，对其进行检测非常有必要。在设备运行过程中，绝缘油受到温度、电场、氧气、水分以及金属材质的作用，发生氧化分解反应，此时则会产生二氧化碳、氢气等气体。据统计，在国内过热性故障出现次数最多，而过热故障发生的同时，会产生较多的一氧化碳和二氧化碳气体，并且随着温度的升高，其浓度不断增加，所以该种气体成为变压器故障判断的主要依据，再结合氢气的变化，可以准确的分析出设备是否存在故障，能够预防生产事故，及时维修设备[1]。

二、油浸式变压器的构造

变压器的核心部件是铁心和绕组，由它们组成变压器的主体框架。对于常用的大和中容量变压器来说，它的本体是浸入于盛满变压器油的封闭油箱中的，而各绕组与外电路的连接则经绝缘套管引出。还设有储油柜、气体继电器和安全气道等附件。变压器的铁心都采用厚度为0.35-0.5mm的电工钢片叠装而成。绕组的功能是用来传输电能，根据电压的高低又可分为高压绕组和低压绕组。一般来说，我们定义：高压绕组接在较高电压上；而低压绕组接在较低电压上。变压器油本身就是一种矿物油，它本身的绝缘性能很好。有两个作用：（1）在变压器绕组与绕组、绕组与铁心及油箱之间起绝缘作用，（2）变压器油受热后，温度就会上升，进而油产生流动，形成对流，能够帮助变压器铁心和绕组进行散热，防止温度过高。

三、油浸式变压器常见故障的诊断与处理

（一）油浸式变压器的漏油故障诊断与处理

油浸式变压器出现漏油故障，不仅会在一定程度上污染自然环境，而且还会增大油浸式变压器在工作过程中的风险，从而引发安全事故。因此，重视对油浸式变压器漏油故障的诊断是十分必要的。常见的漏油情况有以下几种：油箱焊接接口处出现渗油、漏油问题；油浸式变压器中的防爆管出现漏油问题。第一种漏油现象是比较常见的，大多数是由于设备的长期磨损而造成的，可以通过铁板对漏油处进行补焊操作，但是在补焊过程中要注意，需要根据漏油口的大小裁取适当尺寸的三角形铁板。而对于第二种漏油问题来说，则需要对防爆管进行拆除操作，然后再改装设备内部的压力阀门，从而消除漏油故障。

渗漏油的处理漏油在变压器的长期运行中是比较普遍的现象，产生的主要原因有：①油箱与各部件相联接的地方密封性不好，在运行中出现突然的震动和撞击等。②当变压器的内部出现故障导致油温升高和油的体积集聚膨胀，这时就会发生漏油现象。对油质进行检查，判断油质好坏与否。油位过高就应检查冷却装置是否正常[2]。

（二）油色谱分析判断有异常以及处理措施

若变压器油色谱分析有异常时，可采用的针对性检测方法有：检测变压器绕组的直流电阻，铁芯的绝缘电阻和铁芯接地电流，空载损耗和空载电流，在运行中进行油色谱和局部放电追踪监测，检查变压器潜油泵及相关附件运行中的状态，用红外测温仪检测运行中变压器的油箱表面温度分布及套管端部接头温度，进行绝缘电阻、吸收比、极化指数、介质损耗、泄露电流等绝缘特性试验，绝缘油的击穿电压、油介质损耗、油中含水量、油中含气量等检测，变压器运行或停电后的局部放电检测，绝缘油中糖醛含量及绝缘纸材聚合度检测，交流耐压试验检测。

油色异常变压器本体内出现故障或者构件过热引起颜色的变化：①如果紧固瓷套管端子的部分出现松动，其接触面就会产生氧化，导致油色变化。②变压器内部磁场的分布不均匀，引起油箱局部过热从而油色异常。③杂质进入油内导致油色变化。需要停止变压器，并进行进一步的检查，去除杂质。

（三）油浸式变压器铁心的多处接地故障以及处理措施

对于油浸式变压器的铁心而言，它的设计标准是，只需要一处铁心接地即可。如果在油浸式变压器中出现铁心多处接地的现象，就会在很大程度上影响油浸式变压器的工作效率。常见的故障维修方法是，使用直流电流进行冲击或者直接减掉不需要的接地线。使用直流电流进行冲击的工作原理是，先把油浸式变压器铁心上接地的供电线路全部减掉，然后再用直流电压对油箱和铁心进行冲击，经过反复的冲击，就能把不需要的接地线路烧毁，从而解决铁心出现多处接地的故障[3]。

铁芯多点接地故障的检修变压器铁芯多点接地的检修处理要注意两个方面：一是开箱检查，这是一种比较简单直接的方式，通过开箱检查可以去除箱盖上的接地点，还可以对绝缘纸板的使用情况进行检查，及时更换。二是直流电流冲击法，这种方式就是利用直流电流的较大电流冲击烧掉多余的铁芯接地点，经过四到五次的冲击，可以基本解决多余的接地点。

（四）油浸式变压器绝缘受潮的诊断方法以及处理措施

变压器绝缘受潮。若初步判断变压器受潮，则要进行绝缘电阻、吸收比、计划指数、介质损耗、泄露电流等绝缘特征试验，变压器油的击穿电压、油介质损耗、含水量、含气量（500kV级时）试验，绝缘纸的含水量检测。

变压器受潮故障的检修变压器受潮的处理方式有离线处理和在线处理两种。离线处理方式受到一定条件的制约，实施比较困难，需要较长的停电时间，同时也可能造成变压器绝缘的老化。离线处理的主要方式是根据电压器的容量和结构，通过排潮和加热实现。在线处理变压器受潮的方式主要是利用在线滤油的方式将渗透到变压器油中的水分逐渐去除，然后向真空眼里喷水，将进入到真空容器内的变压器油中的气体和水分转移到空气中。在变压器油经过脱气和脱水的过程后需要再收集到容器底部并重新注入变压器。

总结

油色谱在线监测系统的应用，能够从最大程度上保证变压器的稳定性，能够节省相应的人力支出，减少取样的频繁性，在提高工作效率和质量方面所发挥的作用不可替代。但与此同时，我们也需要认识到，油色谱在日常应用中也存在一些问题。这就需要技术人员对其进行深入研究，对其进行改进，为变压器的状态监测提供更加可靠的数据支持，让变压器的应用为人们的生产、生活提供保障。

参考文献：

[1]潘云，张倩.油浸式变压器状态检测方法研究[J].西南师范大学学报（自然科学版），2017，42（09）：116-120.

[2]李振东.试析油浸式变压器的绝缘故障[J].科技展望，2017，27（26）：67.

[3]魏彩霞，孙业荣，陈朋，陈飞，张宏建.提高油浸式配电变压器抗短路能力的研究[J].变压器，2017，54（07）：19-24.