关键词：变压器；总烃；超标；处理；建议
Abstract：For a certain power plant in shenzhen 110 kV main transformer oil in the circumstance of total hydrocarbon in the process of running overweight and process were briefly introduced, and the oil analysis results are analyzed in detail, and finally puts forward the prevent because of total hydrocarbon in oil continues to rise in the preventive measures and Suggestions, help prevent and found the problem as early as possible, so as to improve the reliability of the main transformer operation..
Key words：Transformer; Total hydrocarbon; Limit; Treatment；suggestion
0 引言
变压器是发电厂和变电所的主要设备之一，它的运行状况是否良好直接会影响到电能能否正常输送，同时,电力变压器在运行中会发热,局部的高温可能使变压器绕组的绝缘损坏，甚至发生击穿。因此，各发电厂和变电站都非常注重变压器的日常运行维护及消缺工作。变压器油是天然石油中经过蒸馏、精炼而获得的一种矿物油，是石油中的润滑油馏份经酸碱精制处理得到纯净稳定、粘度小、绝缘性好、冷却性好的液体天然碳氢化合物的混合物。它主要由烷烃、环烷烃和芳香烃等组成的结构复杂的液态烃类混合物，日常运行时它不仅对油浸式变压器起主要绝缘和冷却作用，还可以间接反映变压器的内部故障。即：当变压器内部发生故障时，油中的烃类混合物就会发生分解，不同类型的异常故障产生的特殊气体可通过色谱分析及三比值法，能够及时掌握变压器实时运行情况，及早发现设备内部故障、故障性质及故障发展趋势的变化情况，尤其是当油中有象征性的特殊气体含量超出国家标准规定的注意值时，应持续进行跟踪分析，查出问题，及时消除缺陷，保证变压器安全稳定运行。
1故障实例
该厂#2油浸式变压器型号为SF10-75000/110，生产厂家是中山ABB变压器有限公司，于2003年生产，2004年5月投入使用。该变压器自投入运行以来，运行状况良好，期间未进行过大修及滤油，2016年以前，在变压器预防性试验及油样气体色谱分析等试验中各项指标均合格。但是，在查看历年油色谱分析报告，该变压器油总烃呈缓慢增长趋势。2016年05月09日，主变取油样进行色谱分析时发现各种特征气体的含量变化很小，但是总烃含量为150.28μL/L，超出了GB/T7252-2001《变压器油中溶解气体分析和判断导则》和DL/T722-2014《变压器油中溶解气体分析和判断导则》中规定运行中变压器总烃含量不能超过150μL/L的标准。为此，该厂缩短周期进行跟踪采样试验，具体数据如下表所示。
2故障分析方法
2.1根据油中溶解气体含量注意值进行判断
正常运行的变压器，油中可燃性气体的含量是很少的。但是，当变压器运行状态发生异常甚至故障时，可燃气体的含量就会缓慢甚至急剧上升，严重者会超过规定值。按照电气设备交接与预防性试验标准的规定，以H2、总烃、C2H2、CO、CO2等的含量作为故障情况判断标准。运行中，变压器油中H2和烃类气体含量一般不应大于表2中所列数值，即：注意值。
故障性质不同，分解产生的烃类气体也不同。产生故障时，变压器油和固体绝缘材料在热和电场或电磁作用下，将产生各种气体，并溶解在变压器油中。当一种或几种溶解气体的含量在没有超过表2所列注意值，但是产期速率有上升趋势时，可利用下列方法进行分析判断变压器内部是否有异常情况发生。
2.2根据产气速率诊断
变压器内部故障的产生与发展是一个循序渐进的过程，但是仅仅通过油中H2、C2H2、CO、CO2、总烃等的含量和国标中规定的注意值进行比作为故障情况的判断是很难确定故障的存在、发展趋势和严重程度的。因此，为了及时发现虽未达到气体含量的注意值，但却有较快的增长速率的低能量潜伏型故障，还必须考虑故障部位的产气速率。
绝对产气速率：即每运行日产生某种气体的平均值，按下式计算：
根据上述表2和表3中所列气体的产气速率判断故障的方法如下：
（1）总烃含量小于表2注意值，产气速率小于表3注意值时，则变压器正常；
（2）总烃含量大于表2注意值，产气速率小于表3注意值时，则变压器有故障，但发展缓慢，可继续运行并注意观察；
（3）总烃含量大于表2注意值，产气速率大于表3注意值时，则变压器有故障，应缩短试验周期，密切注意故障发展；
（4）总烃大于表2注意值的3倍，总烃产气速率大于表3注意值的3倍，则设备有严重故障，发展迅速，应立即采取必要的措施，有条件时可进行吊罩检修；
产气速率在很大程度上依赖于设备类型、负荷情况、故障类型和所用绝缘材料的体积及其老化程度，在实际工作中应结合这些情况进行综合分析；
当一种或几种溶解气体的含量在超过表2所列注意值时，可利用下列方法和2.2中所列方法相互结合进行分析，具体判断变压器故障类型。
2.3三比值法判断变压器故障
三比值法原理是：根据充油电气设备内油、绝缘在故障下裂解产生气体组分含量的相对浓度与温度的相互依赖关系，利用五种特征气体（CH4、C2H4、C2H6、C2H2、H2)的三对比值（C2H2/C2H4、CH4/H2、C2H4/C2H6）的编码组合来进行故障类型判断的方法；一般在特征气体含量超过注意值后使用，即根据表4的编码规则和表5的故障类型判断方法作为诊断故障性质的依据。这种方法消除了油的体积效应的影响，使判断充油电气设备故障类型的主要方法，并可以得出对故障状态较可靠的诊断。
2.4以油中CO、CO2为特征量判断故障
当油浸式变压器发生低温过热故障时，由于温度不高，往往油的分解不剧烈，烃类气体含量并不高， 固体绝缘的正常老化过程与故障情况下的裂化分解，表现在油中CO和CO2的含量上，一般没有严格的界限。随着油和固体绝缘材料的老化，CO和CO2会呈现有规律的增长，当增长趋势发生突变时，应与其他气体的变化情况进行综合分析，判断故障是否涉及了固体绝缘。
当故障涉及固体绝缘材料时，一般CO2/CO小于3，最好用CO2和 CO的增量进行计算；当固体绝缘材料老化时，一般CO2/CO大于7，由于CO2和 CO的产生有很多原因造成，对固体绝缘材料的老化判断只能作为一个判断依据，所以判断固体绝缘材料是否老化最好结合变压器油的糠醛试验结果来进行判断。
1）油中糠醛含量（mg/L）超过下表6时，一般为非正常老化，需跟踪检测；
表6变压器油中糠醛含量注意值
综上所述：判断变压器内部是否有故障可通过如下步骤：
1、将检测结果与表2列出的油中溶解气体含量注意值作比较，同时注意产气速率与表3列出的产气速率注意值作比较。短期内各种气体含量迅速增加，但尚未超过表2中的注意值，也可判断为内部有异常状况；有的设备因某种原因使气体含量基值较高，超过表2的注意值，但长期稳定，仍可认为是正常设备。
2、当认为设备内部存在故障时，可根据表4和表5所述的方法，对故障类型进行判断。
3、在气体继电器内出现气体的情况下，应将继电器内部气体的检测结果与油化验结果进行比对，从而进行判断。
4、根据上述结果以及其他检查性试验的结果，并结合该设备的结构、运行、检修等情况进行综合分析，是正确判断故障性质及部位的前提。
3 总烃超标原因分析
利用上述方法分别对该厂2016年05月12日和2016年11月02日测得总烃中各特征气体色谱分析判断，得出结果如下：
1）根据特征气体三比值法原则判断，三比值编码为：020。根据编码数值，可以判断#2主变压器故障类型为低温过热（150℃～300℃），为了更加准确的跟踪和判断此变压器内部过热情况，可在一段时间内根据变压器故障趋势发展应该为中温过热（300～700℃）、高温过热（高于700℃），此时可通过油色谱分析结果判断为油中C2H2的含量将会升高，但是，在2017年3月29日此主变压器大修前进行油取样色谱分析结果显示C2H2的含量依然小于0.1。
2）根据两次变压器油含量中CO2和CO的含量值进行判断CO2/CO值分别为7.17和7.65，同时结合2016年11月2日变压器（已运行13年）油中糠醛含量值为＜0.05mg/L（注意值为0.4 mg/L），可以判断此变压器固体绝缘良好。
3）由于油中各特征气体的含量在半年内上升的速度很慢，增加的含量也相对比较少，同时C2H2的含量小于0.1，根据2.2中绝对产气速率公式可得总烃的绝对产气速率为0.8227mL/d(变压器运行时间换算为天为52.66天；1.76月)，小于表3中总烃的注意值12 mL/d，同样，H2的绝对产气速率为0，CO的绝对产气速率为1.4 mL/d，CO2的绝对产气速率为97.68mL/d，上述值均小于表3中所列注意值，总烃的相对产气速率为0.89%，远小于10%的注意值， 故可以判断为此变压器运行正常。
4）值得注意的是：2017年3月份此变压器进行了现场不吊罩大修， 厂家对#2变压器绕组、引线装置、变压器铁芯、铁芯紧固件及接地连接片、油箱、磁屏蔽、升高座、散热片、分接开关、接地系统及变压器附属设备进行全面检查及检修，没有发现设备缺陷。按照变压器检修要求，变压器在检修前、中、后都要进行各项试验，且试验结果与出厂试验数据比较均合格。从检修和试验情况结果结合分析，#2变压器并不存在内部故障。为了更进一步的密切关注此变压器的绝缘监督，大修后继续按照取油样化验计划对该变压器进行油色谱分析，经过1年油的色谱分析结果不再发生上述现象即可，如果还是发生类似现象，建议对变压器进行吊罩大修，彻底解决此类现象的发生。
变压器油色谱总烃达“注意值”并不一定意味变压器内部有故障，本文所述的原因引起的变压器油色谱总烃达“注意值”，变压器是完全正常的，可以长期投入运行。并且，变压器在这种情况下的长期运行也不会对其使用寿命有过大的影响。
4 处理措施及实施情况
4.1 加强变压器油的监督，缩短检测周期，根据变压器故障的发展情况，来确定检测周期，对变压器气体增长速度快的更要严密监视，确保定期对油中溶解气体的分析；
4.2做有关电气方面的试验进行综合分析；
4.3 根据总烃超标的数据和速度安排合适机会对变压器油进行滤油和热油循环，必要时可对变压器进行吊罩检查大修。
5 结束语
通过本次变压器油总烃超标情况的分析，不仅使我更一步认识到加强变压器在日常运行中绝缘监督的重要性，同时可以使初学者利用此方法判断变压器内部初期故障和处理。即：定期对运行中的变压器进行取油样，运用气相色谱分析法对变压器油进行常规分析，及时发现变压器内部早期故障迹象，及时处理，从而避免事故隐患的进一步扩大，导致电网大面积停电事故发生。
参考文献：
[1]张肖 电力变压器油中特征气体统计分析与应用 华北电力大学
[2]耿基明、郭晓峰 应用变压器油色谱分析判断变压器故障
[3]GB/T7252-2001 变压器油中溶解气体分析和判断导则 中国电力出版社
[4]DL/T722-2014 变压器油中溶解气体分析和判断导则 中国电力出版社
[5]Q/CSG114002-2011 电力设备预防性试验规程 中国南方电网有限责任公司企业标准
作者：杨鹏杰 初级职称 深圳钰湖电力有限公司
论文作者:杨鹏杰,富兆龙
论文发表刊物:《电力设备》2018年第3期
论文发表时间:2018/6/8
标签：变压器论文; 故障论文; 气体论文; 含量论文; 速率论文; 色谱论文; 情况论文; 《电力设备》2018年第3期论文;