云南电网有限责任公司迪庆供电局 云南迪庆 674400
摘要：变压器是变电站的核心部件，是电能远距离运输的基础，是电力系统交流的关键节点，安全可靠运行对于保障电网安全稳定具有重要意义。电力系统中的大型变压器大都把矿物油作为绝缘，冷却介质，与人体内的血液一样。医生可以通过对人体血液的检查来判断人体的健康状况。变压器绝缘油也是变压器健康状况的重要指示。运输人员可以通过绝缘体的气色表分析，在变压器内部未开的情况下，对变压器运行情况作出初步诊断，配合电验和一些重要测量，进一步确定维修战略。正文讨论了变压器中溶解气体的来源，外部侵入，绝缘油的分解，固体绝缘材料的分解及设备生产，剩余装置在运行期间特殊操作和线缆开关漏水等特殊故障，使气体进入室内的可能性。
关键词：变压器；绝缘油；DGA；在线监测；状态检修
1前言
大型变压器一般都把矿物油或硅油作为绝缘介质和冷却介质，绝缘体与血液在变压器中同样重要。用相同的变压器绝热油来判断人体血液检查的变压器健康状态是，接到重要指示，分析割下的变压器短热油的实验结果，并有波长来检查盖子的情况下，变压器内部情况的暂时掌握图再用电容器实验;一些重要的媒介测量确定下来，再创造一个保守的主意。绝缘油在变压器运行过程中，受到变压器内部局部放电或局部高温的影响，油中的长链有机分子分解为H2，CORSH4，CORS2H4等小分子的有机气体，溶化在绝缘油中。与不同变压器的故障模式相同的地方，在不同的阶段会产生不同的能量，绝缘油在不同的能源中分解为不同的气体，这种气体通常被称为特征气体。
2变压器油中溶解气体
由于变压器绝缘油不能100%完全去除，所以在油中含有一定量的气体，即以气体分子的方式溶解在油里的含量，总量是由变压器各部件的密封性和绝缘油航行前的报废过程等因素决定的。汽油中的气体的饱和溶解度约为10%(25气压，标准大气压下)，一般的变压器是制造工厂到安装现场之间的运输所需要的，经过长期浸泡在N2中，变压器机体的含量可增加，用于输电后燃料的气体约为6%~9%。油箱中气囊结构的变压器的度量与石油注入方式，漏气流动及系统的密封性有关。维持状态良好的变压器，油中气体总含量可保持3%其次，在国家标准GB/t7595-2000中运行的变压器中，气体含量不应超过3%。
3溶解气体与故障类型
变压器内部一旦出现局部过热，变压器内部的绝缘介质就会分解。如绝缘体在持续的150毫米以下分解。如果温度持续上升到200度，在变压器内部的部分催化剂的作用下，绝缘油也可以加热分解。将加快因绝缘体分解产生H2，CORSo，二氧化碳而变压器内气体的生成。CORS2H4表现在500度上，而身高更高的CORS2H2却表现在更高的温度上生活在800摄氏度环境中。随着故障的发展，绝缘介质局部分解产生的气体，可以析出超过所在区域绝缘油的溶解度，形成自由基泡。部分气泡在变压器内部绝缘油价对流和扩散的同时，不断循环电路，在燃气继电器装置中加入部分气泡，如果超过一定数量就会发出警报。
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4 DGA的故障诊断方法
4.1特征气体法
当变压器因不同或严重程度发生故障时，由于气体的产生原因和强度不同，有色谱的主要成分和次要成分就会产生差异。
4.2国标三比值法
特征气法可以初步查明变压器有无故障和故障类型，但单凭特征气体含量的绝对值是不能诊断变压器内部故障的，结合特征气体的浓度比例进行综合判断更科学。随着故障在初步的小绝缘缺陷，小局部放电中向严重的故障发展，出现了绝缘体分解中产生碳氢氢气体的次序。但仅凭被油融化的气体的含量，无法判断故障类型究竟是高能放电还是低能放电。在高能放电过程中，在弧光灯的作用下，一个可能会降低更多身高的伦克(147kj/mol)将进一步结合，成为一个增高的乙炔基(194kj/mol)。相反，低电放电故障中，故障点比较低，不能生成乙炔基，因此，多生产丙烯一乙烯，可以降低乙炔/乙烯的价格。利用油中不同特征气体的比例关系，可以有效地判断变压器内部的故障。
4.3大卫三角
大卫三角是一种比例法和图解法的结合，选择3种，分别由代表低能源故障，中能故障和高能故障的特征气CORSH4，CORS2H4和CORS2H2三者之和的百分比构成等腰三角形。封闭的三角形中的不同区域代表变压器不同的故障，根据DGA的结果计算出三种气体的百分比比例，计算出对应的三角形内某一固定坐标落在某一区域，与该区域的变压器故障相适应。
5 DGA网上监控系统的结构及程序
变压器油经过与主油罐主机相连的样品阀进入在线测距装置，在测距装置内流动抽气装置，换气装置使用向空气中释放空气的薄膜使油气分离。除去空气后的绝缘油，经油循环系统返回变压器的主油箱。分离后的气体是由各种特征气体组成的混合气体，通过气体的上色谱柱或类似装置将多种特征气体分离出来。分离出来的气体先后进入气体检测单位，检测单位内包括一种特殊设计的电路，它在特定时间(某种气体流出色光谱的时间)内产生出与气体含量成正比的模拟电信号。经过数据采集单位的数字模式转换后，气体浓度信号存放在现场装置的储存单位，可以现场阅读分析，并经管理系统传送到管理中心。从整个过程来看，网上监测装置对运行中的变压器没有任何干扰，可以随时进行样品分析，标本的频率可以根据现场的需要进行适当的变化。既可以掌握变压器实时运行情况，及早发现变压器运行中的异常，及时采取措施，防止事故进一步扩大，也可以由一些在线监测设备自己具备诊断功能。由充足的辅助设备管理员进行分析判断。从变压器运行的可靠重要性和变压器和溶解在油中的气体的网上监测装置的价格来看，利用网络监测技术在经济上也具有明显优势。
6油气分离
从测试到现在，DGA技术经过无数次现场实验不断得到改善，但还没有在绝缘油中直接感知特定气体浓度的技术。因此，所有DGA检查方法的第一阶段，首先是将特定的气体从绝缘油中分离出来。常用的方法有薄膜排气法，真空吸醉法，毛细管柱法等。在电力网使用最多的DGA网络显示器是新一代输电网变压器基准“CORSalisto”系列使用的毛细管法，是油气分离。利用四氟乙烯的化学稳定性和热稳定性，制成厚度极小的毛细管。一般说来，盐油的有机一望无际的工作;在毛细管两侧气体分压不均衡的情况下，把气体扩散原理从浓度高的油转交给渗透度低的毛细血管内的权力，从而实现了接触和输油机的分离。与薄膜透视相比，毛细管法的燃油和毛细管的接触面积远远大于薄膜，渗透效率也相应提高，所以，毛细管达到平衡状态的时间较短。与真空吸气法相比，毛细管法并不需要完善真空和排气系统，系统结构相对简单，设备体积小，设备故障低，日常维护成本低。缺点是，在厚度极小的聚四氟聚四氟乙烯中，由于毛细管中的生产技术要求高，成本高。
7结束语
以变压器DGA为基础的变压器故障警报、诊断、处理指导体系。这一机制触发了变压器样品中某一特征气体的浓度或增长率超过注意值。考虑到现场不同型号的在线监测设备，按现场条件逐项进行分类，消除载重开关的渗漏等影响，结合电验和变压器内检查等手段最终确定变压器。
参考文献：
[1]刘丹平.基于油中特征气体分析的变压器故障诊断系统的研究与应用[D].西华大学，2016.
[2]常洪燕.基于石墨烯气敏传感技术的电力变压器绝缘状态监测研究[D].中国石油大学(华东)，2016.
论文作者:刘武能
论文发表刊物:《防护工程》2019年第1期
论文发表时间:2019/5/5
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