摘要：随着我国社会经济的不断发展，对于变压器的运行质量、效率、经济，提出了更多的标准；以往的检测手段，并不能很好地发现其变压器内部隐藏的故障，造成企业的经济损失；但是油中溶解气体色谱分析法的应用，仅能够针对于变压器的异常情况，进行及时的发现；同时也能判断出故障的类型，产生的原因；有效地促进了我国生产水平的提升；对此本文就油色谱分析技术在变压器故障诊断中应用，结合其技术分析原理进行分析，希望对于我国科学技术的发展，有着积极的促进意义。
关键词：变压器；气相色谱分析；故障诊断
一、变压器故障分析
1.1故障条件下产气种类
当变压器处于正常操作状态下，且当油中气体含量，与空气溶解平衡后，此时变压器油中含气成分，包括30%含量的氧气、70%左右的氮气、0.3%左右的二氧化碳，以及少量的烃气、甲烷、乙烷、乙烯、乙炔、一氧化碳、二氧化碳气体。
同时在电、热故障点温度增加的情况下，特征气体会按照一定键能顺序产生，以上几种气体的排序，就是产气顺序。
1.2故障类型
变压器内部故障，主要体现为热故障、电故障两种故障类型。其中热故障，主要产生以烃类气体，故障类型包括150℃、300℃以下的低温过热；300℃到700℃之间的中温过热，以及700℃以上的高温过热故障。其中没有超过150℃的低温过热，表现为超负荷导致的绝缘导线温度升高；而超过150℃以上热故障，表现为开关触头、铁芯接地、铁芯短路、电导体过流、电导体焊接、漏磁集中、冷却油道堵塞部位等故障。
而电故障，主要产生氢气、甲烷和乙炔气体；故障指变压器的放电行为，包括电弧放电、火花放电、局部放电。其中电弧放电故障，多会突然发生剧烈的放电现象，使其继电器出现跳闸动作。其中火花放电故障，时常发生在导线连接不良位置，表现为间歇性频繁放电，使其气体继电器，发生产气报警动作。而局部放电故障，放电形式外部表现不明显，且长时间的低能量放电。当变压器的绝缘材料，出现老化现象时，主要产生一氧化碳、二氧化碳气体；当其内部受潮时，会产生氢气。
二、变压器故障的分析与处理
（一）油色谱分析结果
在上述变压器之中，二氧化碳与一氧化碳含量并无显著增加，其热点温度为749℃，根据三比值法可以确定该变压器出现了高温局部过热故障问题，导致该种故障产生的原因主要是由于低压侧引线接触问题或者高压侧分接开关接触问题引致，还有可能是由于漏磁环流、铁芯多点接地以及铁芯局部短路引致。根据四比值法可以确定变压器故障产生的原因是由于铁件与油箱中出现磁路故障，油色谱分析结果显示，变压器裸金属出现了高温过热故障问题，基本可以判断为磁路故障。使用油色谱分析法对铁芯红外测温、电气试验、接地电流、负荷问题进行了分析，结果显示，近月内铁芯接地电流在标准范围之内，因此，铁芯无多点接地问题，整个油箱中的温度均匀，基本上无明显过热点，因此，变压器故障并非是由于漏磁环流导致的磁路故障。在变压器侧无功负荷不变的情况下，总烃量依然在增长，这就能够将电路故障排除，在将主变压器停止运行后开展铁芯绝缘试验与直流电阻试验，试验结果显示，此次变压器故障并非由于铁芯多点接地引发，与电路故障也无显著关系，是由于铁芯局部短路造成的环流发热引致。
（二）吊罩检查结果分析
油色谱分析结果显示，在线圈边缘位置发生了过热变色的问题，变压器容量较大，很容易出现漏磁问题，这种问题多出现于变压器线圈端部之中，漏磁会产生涡流，致使线圈侧边缘发生了过热变色的问题，由于开采位置使用了不导磁钢板，因此不会出现过热问题。同时，并联接地位置铁芯与引线接地部分出现了高温过热以及铜片烧断的问题，将引线拆除后对其绝缘性能检查，结果显示故障位置两级铁芯绝缘性能消失。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆解体检查结果显示，在靠近油道位置与两极位置铁芯硅钢片发生了过热变色问题。由于变压器容量较大，就需要在铁芯内部设置出不同的绝缘纸板与油道，就需要在铁芯位置引出接地铜皮，由于铜皮处在铁芯中间位置，在出现短路问题时循环电流会较大，这就导致一些硅钢片和接地铜片发生过热与变色的问题，致使接地铜片被烧断。
（三）故障处理措施
根据检查结果，可以将铁芯的并联接地模式转化成为串联接地模式，减少硅钢片数量，缩小铁芯面积，接着更换烧坏的铁芯重叠碟片与硅钢片，对整个油道进行二次布置，避免由于上述问题导致油道发生短路。在漏磁产生位置，为了减小漏磁面积、切断涡流路径，需要及时更换开槽。在完成更换工作之后，即可过滤变压器油，在完成修复工作之后，变压器静置24小时，再开展油色谱复试与电气试验工作，结果显示，油色谱与电气试验结果均达到标准。
（四）故障分析过程中的注意事项
在分析变压器是否出现故障，就需要对气体分析结果的指标进行对比，如果其中某一项指标超过了标准值，都必须要注意，但是这也并非是判断故障的唯一标准。举例来说，部分设备某种气体含量超过标准值，也并非确定设备出现了故障，该种问题出现的原因也可能由于外来干扰的影响。再如，某些气体虽然低于标准值，但是增长速度却十分迅速，也需要加强注意。如果油中存在含有烃类与氢的气体，但是处在标准值之下，且气体成分稳定，未出现其他的发展趋势，那么即可认为变压器的运行是正常的。对于标准值，需要根据变压器运行的实际情况来判断，如果并未绝缘与电路问题，就能够缓停运检查。此外，在应用油色谱分析法时，要重点注意到其中一氧化碳和二氧化碳的比值与含量问题，变压器在长期运行过程中会产生大量的一氧化碳和二氧化碳，这种含量与变压器运行时间密切相关，还会受到温度、运行负荷以及设备结构等因素的影响，因此，很难针对此制定标准值。一般情况下，如果开放式变压器中一氧化碳含量不足300μL/L，二氧化碳与一氧化碳之比在7左右，那么就是正常的范围。
（五）故障产气速率判断方式
变压器故障的发展属于一种过程，如果仅仅使用油色谱分析法是很难确定出故障问题，如果要分析气体标准值，但是气体增长速度快，就必须要分析故障位置产气速率。在分析过程中，需要严格遵循《变压器油中溶解气体分析判断导则》，这对于变压器故障的分析有着积极的效用。如果变压器中总烃产气速率超过10%必须要格外注意，可能变压器内部出现了故障，如果产气速率超过40μL/L那么就提示变压器之中出现了严重的故障。
（六）三比值分析法
三比值分析法是改进过的罗杰斯比值法，在采用该种方法分析时，需要注意到两个问题：（1）气体含量正常的变压器比值与故障的判断并无显著关系；（2）在油中气体成分含量较高的情况下，气体成分浓度大于灵敏度极限值十倍以上，且分析结果显示变压器内部有故障，才能够使用三比值法，如果在不确定变压器存在故障的前提下就使用三比值法，那么就可能出现误判的情况。
结语
综上所述，通过对于油色谱分析技术在变压器故障诊断中应用的分析，发现该种故障分析的方法，不仅高效且检测时间短；但是操作人员一定要注意细节问题，注重其检测样的进样量，定性、定量重复性偏差的控制等，使其高精度、数据快速处理等的仪器功能得以正常发挥。
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论文作者:王晶晶
论文发表刊物:《电力设备》2018年第15期
论文发表时间:2018/8/22
标签：变压器论文; 故障论文; 色谱论文; 气体论文; 铁芯论文; 氧化碳论文; 比值论文; 《电力设备》2018年第15期论文;