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摘要：变压器作为电力系统中必不可少的重要设备，在变压器运行中极易发生各种故障，而气相色谱分析技术作为一种新兴技术，能够对变压器箱体中的少量油样进行采集，分析油中的组分和含量，从而对变压器是否存在故障进行判断，并能够进一步对故障性质及位置进行确定，将色谱分析技术在油务监督中进行应用，能够有效的提高变压器运行的安全性和稳定性，这对电力系统可靠的运行具有非常重要的意义。
关键词：电力系统；油务监督；色谱应用
前言
当前，油浸变压器大多利用油纸组合进行绝缘，一旦变压器的内部出现潜伏性的故障时，那么由于受热油纸就会发生分解从而产生了烃类气体。因为具有不同化学键结构的各种碳氢化合物的热稳定性不同，因此，随着故障点温度的升高，绝缘油会裂解成不同的烷烃，烯烃以及炔烃。任何烃类气体只有在特定温度范围内才会有最大的产气率，所以，在不同性质的故障下，绝缘油会产生不同含量，不同组分的烃类气体。基于此，利用变压器油中溶解气体的色谱分析，可以对充油电气设备存在的各种潜伏性质的故障尽快做出反应，对设备的安全运行起到监督与保障的作用。
1电力系统油务监督中色谱分析技术概述
在当前电气试验中，会利用气相色谱来分析绝缘油中的溶解气体，以此来及时发现充油电气设备内部存在的故障[1]。这也使色谱分析成为当前电力系统油务监督中非常重要的一项举措。利用色谱分析时，对设备检测是不需要停运，而且不易受到其他因素的干扰，定期色谱监测运行设备内部的绝缘情况，有利于设备运行的安全性和稳定性。当前变压器多采用油纸复合绝缘，这样变压器存在潜伏性故障时，故障点发热会导致油纸产生烃类气体。而且在电和热作用下，充油电气设备绝缘材料和绝缘油也会产生老化分析的情况，从而产生二氧化碳和一氧化碳，并有少量低分子烃类气体产生，正常情况下，大部分气体绝缘油都能够溶解，一旦除油器存在放电性故障及过热故障产生时，这些气体产生的速度会加快，所产生的气体会在绝缘油中形成气泡，并在绝缘油中对流、扩散。因此根据产生气体的含量和组分能够对故障类型和故障严重程度进行判断。因此将色谱分析技术在充油电力设备故障诊断中进行应用，不仅诊断准确度较高，而且诊断也较为及时。
2色谱分析法的一般特点
色谱分析法在应用过程中呈现出其独特的特点，如效能高、选择性强、灵敏度高等等，色谱分析法之所以能够得到广泛的应用也得益于其高效率、高精确度的特点[2]。①高选择性。色谱分析方法对那些性质极为相似的物质，如同位素、同系物和烃类异构体等有良好的分离效果。这种选择分离，主要采用高选择性固定液，使各组分间的分配系数能产生较大的差别而实现保留值不同。②高效能。色谱分析法对那些沸点极为相近的多组分混合物和极其复杂的多组分混合物，有能力改善它们的峰形，使各组分彼此间有良好的分离效能。这种高效能作用，主要是通过色谱柱具有足够的理论塔板数(填充柱为几千块/m，毛细管柱可达105-106块/m)来实现的。③高灵敏性。色谱分析法的高灵敏度检测信号，表现在检测器方面。目前在色谱界已出现几十种检测器，可检测出10-11~10-13g的物质量。因此在痕量分析中可大显功效。如超纯气体、高纯试剂中的ppm→ppb级痕量杂质测定，测定大气污染物中的ppb→ppt级的痕量毒物；测定农、副产品、水果、食品中的ppm→ppb级的农药残留物。④分析速度快。色谱分析法，特别是气相色谱法，分析速度较快。一般较为复杂的样品可在几分钟到几十分钟内完成。而且现在的色谱仪器多数已实现自动化、计算机化，配以高速分离的色语系统分析速度会更快。
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3电力系统油务监督中色谱的应用分析
3.1根据三比值法进行分析
三比值法在设备故障检修中的应用非常常见，且检测效果较好，具体来说，只有当通过产气速率注意值或者是通过特征气体含量注意值判断出故障可能存在的时候，才能对故障的类型用三比值法进行判断[3]。实际上，对包括变压器等在内的充油电气设备故障类型进行判断的重要方法就是三比值法。三比值法是基于IEC即国际电工委员会提出的根据特征气体比值进行故障判断的方法。三比值法中的任何故障对应的比值都具有典型性，通过对于多种故障的联合作业，有可能出现找不到对应比值组合的情况，这时需要分析该不典型比值的组合，进而可以获得故障的多重性与复杂性。比如当比值为122时则有可能是同时存在过热和放电。
3.2根据故障所在位置产生的气体情况进行分析
电力系统的设备气体含量有一定的特点，因此，可以根据气体含量对故障情况进行分析。电力系统充油设备，有些设备因为某些原因，即使气体的含量比注意值高，也不能对故障进行判断；而有的设备虽然其气体的含量比注意值要低，然而气体的含量增加的速度非常快，此时，必须给以重视。绝缘油气体产生的能够直接明显的反映出设备故障的存在，设备故障的程度以及设备故障的发展。
3.3根据设备故障的程度进行分析
基于设备故障存在以及类型确定的前提下，对故障类型的程度与发展进行掌握无疑非常重要，只有掌握了故障的程度与发展才能及时制定合理措施，预防设备损坏。判断设备故障的程度及发展，需要在基于IEC三比值方法的前提下，与回归分析法，瓦斯分析法，平衡判据法等相结合进行判断。
4电力系统油务监督色谱分析应注意的问题
（1）在利用气相分析对充油设备进行故障检测的过程中，一定要注意油中的气体含量，当油中的气体达到了一定的范围时，那么就需要通过其他的电气试验进行检测，从而正确判断充油设备是否存在故障，避免判断失误。（2）在油务监督色谱分析过程中，要将所检测的数据值与标准的数据值进行对比，如果所检测到的数据已经超过了某一项标准值的上限时，则说明存在故障现象，需要及时的采取相应的处理措施，并且停止设备的运行。在某一项检测结果较高时，应该对其他项进行试验，判断是否存在关联性故障。对于检测中的超限项要采取进一步的措施进行故障判断，以明确故障点以及故障原因，避免事故的扩大化，尽量控制由于故障所带来的损失。（3）利用气相色谱分析法对充油设备的气体进行检测，能够明确设备是否存在故障，以便能够及时采取适宜的应对措施，减少故障的发生率。所以在对充油设备进行故障检测时，应该明确故障类型以及发生部位，是过热故障还是放电故障，是发生在固体绝缘部位还是裸金属部位。只有明确了故障类型和故障点，才能够制定出相应的处理计划，从而有效的杜绝故障的发生，确保充油设备的正常运行。
总结
总而言之，色谱技术在变压器故障监测中的应用前景比较广阔，通过气相色谱分析技术对变压器油气体的组分以及各组分的含量进行测量，从而能够时的技术人员能够对变压器的运行状态进行监测，从而事先能够发现变压器内部是否有潜伏性故障存在。气相色谱分析技术能够在变压器不停地正常工作情况下进行检测。利用气相色谱技术能够对变压器内部是否存在故障，存在故障的性质，故障的程度等检测出来，从而对于变压器的维护有着非常重要的作用和意义。因此，在油务监督中，色谱分析技术的应用为电力系统的安全运行提供了保障。
参考文献
[1]马静洁,牟雪梅. 电力系统油务监督中色谱分析的应用分析[J]. 科技创新与应用,2016,(30):206.
[2]夏莉君. 论电力系统油务监督中色谱分析的应用[J]. 低碳世界,2014,(19):48-49.
[3]林宇琪. 论电力系统油务监督中色谱分析的应用[J]. 科技与企业,2013,(21):302.
论文作者:张海超,常寿洋
论文发表刊物:《电力设备》2017年第11期
论文发表时间:2017/8/4
标签：故障论文; 色谱论文; 气体论文; 变压器论文; 设备论文; 比值论文; 电力系统论文; 《电力设备》2017年第11期论文;