摘要：本文首先阐述了绝缘油色谱在线监测的必要性，接着分析了绝缘油故障及分析，最后对绝缘油化验分析在大型变压器故障查处中的应用进行了探讨。
关键词：绝缘油；化验分析；大型变压器；故障查处
引言
大型变压器发生热点以及放电故障主要是由于其内部的绝缘油等发生了性状上的变化，并产生了CO、CO2以及其他烃类的低分子气体物质，而这些物质一旦溶于绝缘油，就会造成变压器油出现变质的问题，进而导致大型变压器发生故障。因此，电力部门必须要加强对大型变压器内部绝缘油的化验和分析，以准确掌握绝缘油的性状特点，从而有效避免大型发生故障，影响整个电力系统的正常运行，这也是对大型变压器进行故障查处的有效方式之一。
1绝缘油色谱在线监测的必要性
绝缘油和固体绝缘材料由于热或电故障分解出的气体经对流、扩散，不断地溶解在油中。这些故障气体的组成和含量与故障的类型及其严重程度有密切关系。因此，分析溶解于油中的气体，就能尽早发现变压器内部存在的潜伏性故障。油色谱分析法判断故障的可靠性高，但常规的实验室油色谱分析法存在一系列不足之处，不仅脱气中可能存在较大的误差，而且检测曲线的人工修正也会加大误差，主要存在以下问题：l）从取油样到实验室分析，作业程序复杂，花费的时间和费用较高，在技术经济上不能适应电力系统发展的需要；2）时效性差，变压器发生保护动作后，要迅速恢复运行，首要的问题是要通过油色谱分析得知变压器的绝缘状况，时效是最突出的问题；3）检测周期长，不能及时发现潜伏性故障和有效地跟踪发展趋势；4）受设备费用和技术力量的限制，不可能每个电站都配备常规油色谱分析仪；5）运行人员无法随时掌握和监视本站变压器的运行状况，运行可靠性会进一步下降，不能充分发挥油色谱分析法的有效性和优点。因此，变压器油中溶解气体色谱分析的在线监测就成为安全、可靠运行的有效手段之一。
2绝缘油故障及分析
2.1变压器油的性能
运行中的变压器油除必须具有稳定优良的绝缘性能和导热性能以外，绝缘强度tanδ、粘度、凝点和酸值等是绝缘油的主要性质指标。从石油中提炼制取的绝缘油是各种烃、树脂、酸和其他杂质的混合物，其性质不都是稳定的，在温度、电场及光合作用等影响下会不断地氧化。正常情况下绝缘油的氧化过程进行得很缓慢，如果维护得当甚至使用20年还可保持应有的质量而不老化，但混入油中的金属、杂质、气体等会加速氧化的发展，使油质变坏，颜色变深，透明度浑浊，所含水分、酸值、灰分增加等，使油的性质劣化。
2.2变压器油质分析、判断维护处理
2.2.1绝缘油进水受潮
由于水是强极性物质，在电场的作用下易电离分解，而增加了绝缘油的电导电流，因此，微量的水分可使绝缘油介质损耗显著增加。通过测试绝缘油的微水，可判断是否属于该类缺陷。对绝缘油进行压力式真空滤油，一般能消除水分。
2.2.2含有极性物质的醇酸树脂绝缘漆溶解在油中
在电场的作用下，极性物质会发生偶极松弛极化，在交流极化过程中要消耗能量，所以使油的介质损耗上升。虽然绝缘漆在出厂前经过固化处理，但仍可能存在处理不彻底的情况。主变压器运行一段时间后，处理不彻底的绝缘漆逐渐溶解在油中，使之绝缘性能逐渐下降。该类缺陷发生的时间与绝缘漆处理的彻底程度有关，通过一两次吸附处理可取得一定的效果。
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3绝缘油化验分析在大型变压器故障查处中的应用
3.1对大型变压器绝缘油进行取样的要点分析
对变压器绝缘油进行取样的时候，操作步骤如下：首先，选择污染可能性比较大的部位进行油样采集；其次，确定取样部位后，所用多种采样装置及设备要保持干燥、清洁，防止对油样产生污染；第三，油样采集时，现将放油阀打开，放油并清洗，然后取少量油冲洗取样瓶，然后取样。需要注意的是，如果油样用于测定绝缘强度，则将进行2-3次的取样瓶冲洗，且环境湿度如果大于75%，则不适合取样；最后，对变压器内的绝缘油进行取样，采用微水分析、色谱分析等方法对油样进行分析。
3.2变压器绝缘油化验分析法
应用变压器绝缘油化验分析法在大型变压器故障查处时，需全面分析绝缘油的颜色、外状、机械杂质以及水分、色谱等等。色谱分析有无法比拟的优势，能对变压器的故障情况进行检测以及预测，此外，在正常电力运转情况下，只需提取少量的油量便能对绝缘油进行化验。在绝缘油化验时，排空油样中的气体，并且利用气相色谱仪来分离以及检测排出气体的成分，再将气体中含有的各种成分，如一氧化碳、二氧化碳、氢气、甲烷、乙烷等运用色谱数据处理机进行计算。
3.3变压器故障的查处
以《变压器油中溶解气体分析和判断导则》为参考依据，对绝缘油中气体的含量进行分析，来识别以及判断变压器故障。需要安装可燃气体在线监测装置在变压器上，并且以因变压器绝缘油受热而分解出的可燃气体的含量为依据，当各种气体含量＞150PPM警报线，要立刻停机，如果可燃气体的含量以10PPM/h速率进行增长，必须进行预警。三比值法可判别变压器故障的类型，根据几种类型的气体的比值对应的编码形成编码组，再对照变压器相应的故障性质以及类型，精确判断变压器故障类型。在变压器绝缘油总烃含量正常或者与不同时期的各项指标差别不大时，排除大型变压器在绕组匝间的短路、断股，导线电阻与接头接触不良、电流回路连接不当以及分接开关处接触不良等故障。用红外成像仪来对变压器的套管端部接头以及油箱表面温度进行检测，如在相同负荷条件下，它们的温度与正常运用的变压器相关部位温度没有太大出入，那么变压器300~700C中温过热的故障可能存在，但是电流同路连接状况不良以及固体绝缘材料老化等故障不可能存在。
4以油务试验数据为基础进行综合分析的方法
4.1基于专家系统的故障诊断方法
人工智能的出现为变压器故障诊断提供了良好的新途径。判断故障的类型、故障点、故障状况需要大量的经验，而专家系统恰恰解决这个问题。该领城最早使用专家系统的是Riese的TOGA系统。国内也有根据油色谱分析和电气试验作为主要检测数据来源的一套电力变压器故障诊断专家系统。还有很多这方面的采用正反向混合推理的研究及应用系统实例。但是，专家系统所采用的判断规则和专家库中经验的准确度却成为专家系统的“瓶颈”，即专家库需要不断地修正和扩充。
4.2基于神经网络的故障诊断方法
神经网络系统具有自组织、自学习的能力，它不包含具体的诊断规则，而是将诊断规则隐含于权值矩阵中，通过对故障样本的自学习来自动修正和扩充对故障的判断能力。但是BP神经网络容易收敛到局部最优解，为了解决这个问题，提出了几种结合其他方法的学习算法。其中有结合遗传算法的多层前馈网络，其进行网络训练的初识权值是全解空间中的最优解。而另一种在学习算法中加入随机扰动的方法也取得较好的效果。
4.3其他的故障诊断方法
基于油色谱分析进行故障诊断，还有很多其他的方法。灰关联度分析、模糊聚类分析、概率推理和模糊数学结合分析等变压器故障诊断方法是比较有效的几种故障诊断方法。
结束语：
综上所述，大型变压器运行过程中可能会有多种故障，借助绝缘油化验分析法来对大型变压器中的故障进行判断以及识别，准确率高，极大节省检修的时间，从而整体上提高电力企业的经济效益。
参考文献：
[1]王华宝.绝缘油化验分析用于大型变压器故障查处的实践探究[J].智能城市.2019（02）
[2]姚小彦，罗忠启.绝缘油化验分析在大型变压器故障查处中的应用[J].湖南电力.2016（06）
[3]黄长青.绝缘油气相色谱分析处理电力变压器故障[J].设备管理与维修.2017（05）
论文作者:孙君茹
论文发表刊物:《防护工程》2019年11期
论文发表时间:2019/9/17
标签：变压器论文; 故障论文; 绝缘油论文; 色谱论文; 气体论文; 专家系统论文; 方法论文; 《防护工程》2019年11期论文;