变压器油色谱分析的灵敏性与油产地之间的关系

变压器油色谱分析的灵敏性与油产地之间的关系

王露

（国网内蒙古东部电力有限公司检修分公司赤峰运维分部内蒙古赤峰市024000）

摘要：随着智能化电网的发展，根据电网新设计、新技术和新设备技术要求，其检测手段和试验方法也需要同步更新，新的检测技术给传统的试验分析带来新的挑战。在智能化电网发展的变革中，我们应始终坚持以精准、科学有效的数据来“丈量”每一台大型电力变压器的实时运行状态，提升检测流程，完善在线监测管理，并依据国家标准标和企业规范，科学调配人力、资源，实现数据“双重化”规范管理，提升了设备检测水平，同时也提高了检测准确率，并树立了良好的企业形象。本文分析了变压器油色谱分析的灵敏性与油产地之间的关系。

关键词：变压器油色谱；灵敏性；油产地；关系；

变压器油色谱分析仪，是目前常用于检测充油电力设备的放电、过热现象的仪器，是保证电网安全运行的有效手段，主要作用是变压器的安全维护。但是分析过程复杂且烦琐，要想更好地保证分析的结果，就要在提升实验人员操作知识、实验技能、专业水平的同时，完全按照《变压器油中溶解气体分析和判断导则》进行操作，从而更好的达到应用的目的。

一、油色谱分析法

油色谱分析法油色谱分析以发现设备早期潜伏性故障为主，是一种灵敏、有效的方法。变压器发生局部放电、火花放电和电弧放电时都会伴随过热问题，必然会引起相应的故障特征气体产生。变压器本体的健康状况与油中的气体含量密切相关，根据气体含量诊断变压器等充油电气设备故障，防止设备事故于未然是极其重要的。判断故障性质最常用的是三比值法。

二、变压器油色谱分析的灵敏性与油产地之间的关系

1.诊断方法与标准。一是油中溶解气体的注意值。通过气相色谱仪，能够对变压器油中的气体含量进行测定。各种气体的含量反映出了变压器的运行状态。《电力设备预防性试验规程》对变压器油中溶解气体的注意值进行了规定，测出各气体含量后可以将其与规定的注意值进行比较，从而能够初步判断变压器运行是否有异常。表１为变压器油中的气体注意值，主要从变压器油中的烃类气体入手，其中的烃类气体可以分为四种，分别为ＣＨ4、Ｃ2Ｈ4、Ｃ2Ｈ６和Ｃ2Ｈ2。当这些气体的数值发生剧烈波动时，工作人员必须对其加以重视，防患于未然。

明确了变压器油中Ｈ2和烃类气体的注意值。虽然这种方式能够对变压器故障进行初步诊断，但在应用这种方法时要注意存在一些特殊情况。有时变压器油中的气体含量稍高于注意值，但变压器并不一定出现故障；而有时变压器油中的气体含量虽然低于注意值，也并不代表变压器不存在故障。如果变压器油中气体含量增长迅速，那么也必须及时对变压器进行检查。由此可见，注意值的存在起到一定的预警作用，试验数据超过注意值则提醒工作人员需要采取一定的手段对变压器进行检查。二是产气速率。变压器故障的产生，往往不是一个瞬间的动作，它有自己的过程，这个过程是需要时间的。南网《电力设备预防性试验规程》规定，烃类气体总和的产气速率大于６mL／ｄ（开放式）和１2mL／ｄ（密封式），或相对产气速率大于１０％／月，则认定设备有异常，必要时应缩短周期进行跟踪分析。三是特征气体组分法。当变压器故障时，会伴随温度过热、内部放电或受潮的现象，此时我们都可以利用油色谱试验，对变压器故障进行分析，从而对故障的类型有一个基本的掌握。一般情况下，变压器故障的产生，受绝缘油及固体绝缘材料的影响最大。当绝缘油或固体绝缘材料在电流的作用下而发热时，或在电压的影响下而发生放电时，都可能会导致变压器故障的产生，而且在这些因素所导致的变压器故障中，变压器内部的一些气体会发生明显的变化。当变压器油的温度过高时，具体来说就是达到了３００℃以上时，变压器油就会发生裂解反应。当裂解发生时，会产生氢气和甲烷，当变压器油的温度不断升高时，气体的含量和种类也会随之发生变化。由此可见，通过对变压器油中气体的比值和组分进行分析，能够对变压器故障进行初步掌握。四是IＥＣ三比值法。对变压器油中气体的组合特征进行分析，只能够对一些变压器的故障进行大致的判断，没有比较明确的指向性。IＥＣ三比值法是变压器故障诊断中常用的一种方法。三比值法指的就是，在五种特征气体中，每种气体的溶解度和扩散系数都存在着差异，但有些气体在这两方面较为接近，将其中的三对比值计算出来，就可以作为判断变压器故障的重要依据。变压器油中五种特征气体分别为ＣＨ4、Ｃ2Ｈ６、Ｃ2Ｈ4、Ｃ2Ｈ2、Ｈ2，每两种溶解度以及扩散系数相近的特征气体形成的三对比值都有自己的编码，在将所测得的试验数据计算出编码组合后，通过对照三比值法的编码规则和故障类型的判别表即可初步判断故障类型。通过三比值法，基本可以实现对变压器故障的诊断。采用三比值法时需注意的是：首先，只有当变压器油中的气体含量高于注意值或当气体含量的增加速率异常时，才需要采用三比值法对变压器进行诊断。其次，在使用三比值法时，若气体现在的比值与之前的比值存在差异，那么说明在变压器中很可能出现了新的故障，这时就需要对比值进行重新计算。

2.注意问题。一是不停电测量，准确表现运行状态。在传统的高压试验中，一般都采取停电试验的方式，这种方式在应用时，需要对设备进行停电，在此基础上，对设备施加电压，从而完成测量工作。这种方式存在一定的弊端，不能实现对额定运行电压下设备的测量，这样不能体现变压器真实的运行状态。使用油色谱对变压器中的气体进行分析，有效解决了传统方法中存在的问题。油化试验对变压器的故障判断比高压试验更方便有效。色谱分析的对象是气体，由于气体的密封问题要比液体密封困难得多．加之从取油样到脱气再到气样的分析整个试验环节过多，使得该项分析的试验误差较大。特别是对低浓度组分，若不考虑可能存在的试验误差．而机械地利用其测定数据的大小来说明某些问题．有时就会得出错误的结论。二是灵敏度高，早期诊断潜伏性故障。大多数绝缘缺陷发生在设备内部，微弱的绝缘缺陷尤其是早期性绝缘缺陷对运行几乎没有影响，高压预防性试验数据基本无法反映出来。对变压器油中的溶解气体进行分析，能够使变压器故障得到及时地发现。同时，还能够实现对故障的监测，如此便能更加及时高效地处理故障。因此，判断起来也相对困难。因此，为了更准确判断变压器运行状态，要将油色谱与电气试验结合起来，方能得出准确结论，从而保障电力系统安全平稳运行。对变压器油色谱分析中的所谓“灵敏性”现象，可由仪器的最小检测浓度得到解释，最小检测浓度主要受色谱仪的性能和油样脱气环节的影响，而油产地的影响微乎其微。

变压器是电力系统中的重要组成部分，对电力系统的运行产生了重要的影响。当油化试验数据显示有异常时，可通过油中溶解气体的注意值、产气速率、特征气体组分法、IＥＣ三比值法初步判断变压器是否存在故障及故障性质，然后再针对性地设计电气试验方案联合诊断故障严重程度及故障部位，从而为变压器检修提供依据。

参考文献

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