电力变压器油色谱在线监测装置的应用及装置故障分析

电力变压器油色谱在线监测装置的应用及装置故障分析

翟海文

身份证号码： 61010419850306**** 7313

摘要：变压器是电力源系统中非常重要的部分，其正常使用可确保电力源的安全运行。社会经济的进步对家庭和工业用电的供电设备提出了更高的要求。变压器作为电力源的重要组成部分，必须升级和改进变压器技术。同时，在电力运行过程中，有关人员应保障对变压器的维护和检查，尤其要注意变压器油能技术试验，并利用检查结果来明确目前的运行情况。以数据的形式及时检查变压器的状态，防止严重事故的发生。

关键词：电力；变压器；色谱

1 变压器油属性简介

从化学角度看，变压器油是一种衍生自石油的产品，其主要化学成分是芳族不饱和烃和烷烃，可以用作优良的矿物油。变压器油的密度非常低，因此可以有效分离以去除沉积物中的杂质，但是与密度相比，变压器油通常在140℃以上具有很高的闪点。同时，为了满足变压器的日常运行条件，变压器油的粘度必须适度，粘度太小会散热不均，而粘度太大会降低闪点。在正常氧化条件下，正常运行中，变压器油中的水溶性酸通常高于4.2。我国现行运行的变压器油标准为GB/T 7595—2008，变压器油的类型通常根据油的倾点进行分类。例如，所使用的变压器油包括10号、25号和45号。根据加油设备的类型，可以选择IEC60296∶2003变压器和开关矿物绝缘油等标准。无论选择哪种标准，取决于电压水平，新油的击穿电压必须大于35～60 k V范围内的相应值。

2 变压器油性能变化对变压器的影响

2.1 化学性质的变化

酸性物质，无论是改变p H值的酸性物质还是增加变压器油中水分的酸性物质，都可能对设备造成重大影响，从而可能导致设备损坏。如果酸值超过0.1，则最好停止使用设备并进行系统维护，以减少对设备的损坏；如果p H值低于0.4，则变压器油中可能会有很多不溶性杂质，安全效果也各不相同[1]。

2.2 电气性能的变化

通常情况下，大多数新的变压器油纯度高，介质损耗很小（小于0.01%）。随着变压器工作时间的不断增加，由于各种因素（例如水分，杂质和中等程度的损坏），变压器油的质量将逐渐提高。当变压器油中的水分超过0.02%时，对介质的损害会进一步放大，而当介质的损害度达到0.3%时，则会严重威胁变压器设备的运行，必须采取适当的措施。另外，由于击穿电压受变压器的水分含量的影响，因此水分含量越高，击穿电压越低。当水分含量超过0.02%时，击穿电压会更低，当击穿电压降至规定值时，会影响变压器的正常工作。

3 变压器油试验技术分析

3.1 发电厂变压器油的色谱分析

随着科学技术的进步，提高电厂的异常油色谱油中气体处理效果是电厂电力用户应注意的问题之一。变压器油在运行中因受温度、电场、氧气及水分和铜、铁等材料的催化作用，发生氧化、裂解与碳化等反应，生成某些氧化产物及其缩合物(油泥)，产生氢及低分子烃类气体和固体X腊等。通常使用油色谱在线监测装置对变压器油中溶解气体H2、CO、CO2、CH4、C2H4、C2H6、C2H2进行实时监测，并对超过注意值及增长较快时，进行报警处理；同时通过大卫三角形及三比值法分析变压器是否存在故障以及故障原因。

使用智能软件分析和处理变压器油色谱图中的异常现象可以大大提高变压器故障排除的效率。如果变压器的油色谱图有问题，则首先要检查的是潜水泵。由于长期高温或快速加热，潜水泵导致变压器异常的可能性非常高。潜水泵对接触的油和油裂有很大的影响。这时，使用超声波传感技术可以及时确定具体位置和故障原因，并且在某些方面，使用超声波装置可以确保变压器的可靠运行。实际上，潜水泵问题的常见原因是变压器主体中的金属渣颗粒。另外，如果潜水泵出了故障，则必须及时更换。如果更换后变压器仍然不能正常工作，则需要进一步改进潜水泵。分析和测试。同时，变压器油色谱图中其他金属元素的含量也可以确定变压器故障的原因。在正常情况下，这种差异是由变压器铁芯中的硅钢板短路引起的。

3.2 结构设计和零件选择

由于天然酯的氧化稳定性比矿物油的氧化稳定性差，因此天然酯不能长时间与空气直接接触。因此，变压器的储油柜和有载分接开关必须采用完全密封的结构。将矿物油注入调压开关的油室中时，可以照常选择调压开关和储油柜的结构。选择其他成分时，还应考虑与天然酯的相容性。对于带有高温绝缘系统的天然酯变压器，所选组件还必须考虑其高温电阻特性。

3.3 油纸绝缘浸渍工艺的调整

天然酯具有比矿物油更高的运动粘度，并且需要更长的时间才能完全浸入绝缘纸和其他绝缘零件中，因此应增加天然酯变压器的浸入时间。根据现有数据，将普通绝缘材料浸入天然酯中的时间是矿物油的2～3倍。在相同条件下，天然酯浸渍绝缘纸（纸板）所需的时间比矿物油要长。由于电压等级、容量和固体绝缘材料不同，注油后天然酯变压器的等待时间应适当延长，诸如热油循环和增加工艺孔的方法可以改善浸渍效果。

3.4 顶空脱气

顶空脱气是基于分配定律，将载气通入变压器油中，设定恒温恒压的工况，经过一段时间的机械振荡后，气、液就会达到一种平衡状态。载气会置换出油中溶解性气体，在载气的吹动下进入色谱检测室。正常情况下，顶空脱气中的载气会在置换过程中溶解于变压器油中，但不能保证百分之百溶解，绝大部分载气会以溶解于油中的形式随着循环油进入变压器油中，也有可能以游离的形式进入变压器油中。对于溶解于油中的载气而言，少量的载气溶解于油中对变压器的安全影响小。若气体大量溶解于油中，遇到温度的下降情况（夜间或凌晨），油中气体的溶解度会随温度的降低而降低，油中空气将呈饱和状态而逸出，成为游离气体。游离气体在高电场环境下会引起气隙放电，降低变压器油的击穿电压，大量聚集甚至可能引起瓦斯气体继电器动作，导致高压变压器跳闸，这将给高压变压器的安全运行带来风险。

4 电气性能变化对变压器的影响

1）媒体损失的变化。新的变压器油通常是相对纯的，介质损耗相对较小，可以小于0.01%。如果逐渐增加变压器的工作时间，并且油质逐渐受到水分、氧化物或其他杂质的影响，则介质将受到更大的损害。随着介质的增加，当油中的水分含量超过0.002%时，对介质的损害也会增加。

2）击穿电压的变化。击穿电压还受油中水分含量的影响，油中的水分含量越高，击穿电压越低。当油中的水分含量达到0.02%时，击穿电压将下降至击穿电压的22%。纯油的电压下降一定值会严重影响变压器的运行，因此必须及时解决。

5 加强对操作设备的油品监督

5.1 正常观察

通常改善颜色、透明度、油位以及是否存在泄漏等问题，可以保障设备的安全操作。颜色为高质量，淡黄色或黄色，需要了解油位的观察。不应太高或太低，高容易渗出，容易吸收空气中的水分。观察它的的外部以指示是否有漏油。如果遇到问题，则必须及时处理。

5.2 一般和特殊抽样测试

常规和特殊取样测试对于监督变压器油的质量至关重要，因此可以确保设备的正常运行。有必要定期进行测试并记录各种指标，以便与上一次进行比较，并且可以定量地进行特殊测试，这可以简化设备的安全检查和操作。

5.3 采取预防措施

在油品监测工作中，定期检查和及时补充抗氧化剂非常重要，抗氧化剂含量为0.3%～0.5%时，抗氧化效果良好，而当抗氧化剂含量低于0.15%时，则无效果。员工必须定期检查并及时补充抗氧化剂，以达到抗氧化作用的范围，以改善油的质量并延长设备的使用寿命。

6 结语

通过对变压器油进行简化测试、质量鉴定，证明必须加强对变压器油的监测，以提高变压器油的高质量应用，促进变压器设备的安全。变压器油在电气设备的应用中起着重要作用，在变压器油检测技术的应用中，有必要不断优化变压器油检测技术，确保安全可靠运行。

参考文献

[1] 薛羽.变压器绝缘油化验技术分析及应用[J].四川水利，2017(6):38-39.

[2] 王春艳.关于变压器油化验技术及影响的分析[J].装备制造，2016(6):91-92.