摘要：为提高变压器运行稳定性，需对其进行定期检测，而通过检测变压器中油可判断出其运行状态，并可判断出发生故障的零部件。文章对此进行了深入细致的分析和探讨，以期为相关人士提供参考和借鉴。
关键词：变压器；油化验；数据分析；诊断；应用；分析
1导言
变压器油犹如人体血液一般，在医院一检查血液就可以发现人身体的潜在疾病和危险。化验变压器油来判定变压器本身的“身体”状况。为了保证变压器的正常运行，必须定期对变压器进行检测，通过变压器油可以检测到变压器的整体运行情况，对变压器故障可以做出准确的判断。同时也可以确定故障的具体零件位置，对部分重大不利事故有预防警示作用。变压器油化验在变压器数据分析和诊断中有重要预警效果。
2变压器三比值法
三值法主要是在罗杰斯比值法的基础上进行优化，它是利用检测变压器油中的CH4/H2、C2H2/C2H4、C2H4/C2H6三对气体的比值，且不同比值分别表示不同的编码，再利用编码手册可以查询到变压器出现的故障，从而对症采取相应的措施。在变压器油化验中，需要注意以下两点：第一，如果检测出各种气体含量在正常范围内，可不进行三比值法；第二，如果油检测出各气体含量比例超出正常范围，且各气体含量超出灵敏度极限值的10倍，结合变压器使用症状可判别出其内部出现异常情况，这时可使用三比值法进一步分析变压器内部故障。
研究表明，变压器内部结构绝缘物质是有机油性纸，若变压器内部零件出现烧损故障时，绝缘油纸温度升高会分解出有机气体。根据化学知识可知，有机类物质（碳氢化合物）具有不同化学键结构，且其热稳定随化学键的不同而有一定差距，在油性绝缘纸温度逐渐升高过程中，依次会分解出烷烃、烯烃、炔烃等有机气体。变压器在正常工作状态下，其内部设备和绝缘油纸会出现老化，也会释放一定量的气体，如CO、CO2等，而这些气体可以有效溶解在油中。但是一旦变压器内部零部件短路或温度过高，有机气体分解速度随故障发展而加快，并在油中形成对流后溶解于油中，且故障的严重程度不同会释放出不同组合的气体。因此，在变压器正常工作中，需要定期对其内部油中气体做色谱分析，并判断设备内部故障，避免故障向恶性发展。目前关于变压器内部放电故障表征调查研究的经验报告显示主要指标为乙炔气体含量。一般说来正常工作的变压器内不产生此种气体，若在变压器工作监控分析中检测到乙炔气体含量上升较快，则该变压器可能存在严重的放电故障。此时应密切监视发展情况。变压器内总的烃类气体很高，氢气含量也高，乙炔是总烃的主要成分，则有可能有电弧放电性故障。用三比值法进行判断，即CH4/H2、C2H4/C2H6、C2H2/C2H4。例如，三比值编码为102时，故障性质可能是高能量放电。所以根据化试班2013.8.25#2变压器油化验数据，这次#2变压器内总的烃类气体很高，氢气含量也高，乙炔是总烃的主要成分，为高能量电弧放电性故障。
3变压器油色谱化验方法
变压器油色谱分析的特点是设备照常工作时就可以进行故障的预测和检测。从运行的变压器中提取油的样品，就可分析检测变压器内部是否出现故障及故障的严重与否。变压器油色谱分析对故障的灵敏度和精确度非常高，对缺陷检查的精确率可达99%。
3.1三比值法
三比值法是基于罗杰斯比值法上发展而来。通过检测变压器油中的三对气体的比值，这三对气体分别是C2H2/C2H4、CH4/H2、C2H4/C2H6。因为有自身的编码系统，比值不同代表的编码也不同，但利用比值可以通过编码系统查到变压器的故障，方便采取相应的措施。变压器油中的主要气体是来自空气中的氧气和氮气。由于在炼制和储藏过程中，变压器油会与气体接触，部分空气就溶解到油里。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆变压器油化验中需要特别注意两个方面的内容：一是检测到气体的含量是处于正常值域就可以不使用三比值法分析；二是在变压器油中检测到了所含气体量超标，同时气体含量在灵敏度极限值的10倍以上，简单分析变压器可能出现的症状情况，运用三比值法分析变压器内部存在的大问题。
3.2故障点部位判断
可燃气体溶解在变压器油中，当气体含量较大，产生气体的速度快，一般都是设备存在问题造成绝缘材料裂解。同时变压器油中存在着不同量的碳氢化合物，可能会因为电或者热的缘由造成C-H键和C-C键断裂，就会生成少量的氢原子和碳氢化合物自由基。通过化学反应后这些生成物可以重新组合，就形成了氢气和烃类气体，甲烷、乙烯等都属于这类气体。当发生较大故障时，其中的故障能量较大，可能形成游离气体，一些碳的固体物和聚合物将会沉积在设备的内部。不同比值对应的是不同类型的故障。三比值法数据为1、0、2。编码组合中，当C2H2/C2H4为0时，而CH4/H2为0和C2H4/C2H6为1时，判断的故障是低于150℃的低温过热，在变压器中表现为绝缘导线过热；而CH4/H2为2和C2H4/C2H6为0时，出现的是150℃～300℃的低温过热；而CH4/H2为2和C2H4/C2H6为1时，出现的是300℃-700℃的中温过热；而CH4/H2为0或1或2和C2H4/C2H6为2时，出现的是大于700℃的高温过热，在变压器中表现为其开关、接头、螺丝的接触不良。
3.3变压器故障判断
经研究其结果显示，变压器结构绝缘物质通常是有机油性纸。如果变压器内部零部件出现损坏情况，绝缘油纸的温度会随着升高，最终会分解出气体。有机类物质在具有不同的化合键结构，并且它们的热稳定性的差别较大。油性绝缘纸随着温度的升高逐渐分解出烯烃、烷烃等不同气体。如果变压器处于正常工作状态，变压器的内部结构和油纸也会出现老化现象，还要释放出一氧化碳、二氧化碳之类的定量气体，气体可以溶解在变压器油中。但变压器中的温度一旦升高就会分解气体并且分解速度会伴随着变压器故障的发展而加快。同时，因为变压器故障的不同会分解出不同类型的气体。在变压器正常运行过程中，对变压器油进行定期检测分析结果，是判断设备是否存在故障的重要方法。变压器内部存在放电故障的情况下，其主要指标是乙炔气体的含量。变压器在正常工作的过程中是不会产生乙炔这类气体。在变压器内部发现乙炔，就表明变压器已经出现故障。当发现变压器内部乙炔气体的含量大增且上升速度极快，该变压器就存在很严重的放电故障。需要及时采取措施，密切关注变压器故障发展的情况。变压器内部出现的烃类气体的总含量高的情况下，氢气含量普遍高，总烃的主要成分是乙炔，出现的一般都是电弧放电性问题。根据三比值法判断出故障类型和故障点的所在。
4结论
当前，我国电网公司正在加快实施智能电网战略建设，目标是电网走向国家化。向战略迈进的同时，需要保证电网的正常和安全运行。变压器在电网安全中有着举足轻重的作用。对变压器油的化验数据可以准确地分析出变压器的故障情况。变压器的故障面很广，故障类型更是数不胜数。但通过对变压器油的检测化验，运用色谱分析变压器油，能够精准地了解到变压器的故障部位和故障情况。充分利用三比值法分析变压器油内部的气体变化和比例变化对应编码系统，准确找出变压器存在的故障问题。当变压器的故障出现和变压器油发生变化的时候，需要及时进行鉴定和处理，保证变压器能够正常、安全、有效地运行。
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论文作者:祝佳丽
论文发表刊物:《基层建设》2018年第34期
论文发表时间:2019/1/15
标签：变压器论文; 气体论文; 故障论文; 比值论文; 乙炔论文; 含量论文; 分解论文; 《基层建设》2018年第34期论文;