變壓器油色譜分析的基本試驗方法及應用
油色譜分析作為在線檢測變壓器運行的一項有效措施,由于它做到了監測時不需要將設備停電,而且靈敏度高,與其他試驗配合能提高對設備故障分析準確性,而且不受外界因數的影響,可定期對運行設備內部絕緣狀況進行監測。因此變壓器油色譜分析已真正成為發現變壓器等重要電氣設備內部隱患、預防事故發生的有效途徑,在嚴格色譜分析工作的開展下,使設備的潛伏性故障得到及時**,確保變壓器等設備**穩定運行。     
  1.絕緣油色譜分析的基本試驗方法 
  變壓器大多采用油紙復合絕緣,當內部發生潛伏性故障時,油紙會因受熱分解產生烴類氣體。含有不同化學結構的碳氫化合物有著不同的熱穩定性,絕緣油隨著故障點的溫度升高依次裂解產生烷烴、烯烴和炔烴。在正常情況下,充油電氣設備內的絕緣油及有機絕緣材料,在過熱或電的作用下會逐漸老化和分解,產生少量的低于分子烴類氣體和一氧化碳及二氧化碳氣體,這些氣體大部分溶解于油中,當充油電氣設備內部存在潛伏性過熱和放電性故障時,就會加快這些氣體的產生速度,隨著故障的發展,分解出的氣體形成氣泡在油中對流、擴散,不斷溶解在油中。     
 2.絕緣油色譜分析的方法  
 2.1故障下產氣的累計性 
  充油電力設備的潛伏性故障所產生的可燃性氣體,大部分會溶解與油中,隨著故障的持續,這些氣體在油中不斷積累,直至飽和甚至析出氣泡。因此,油中故障氣體的含量及其積累程度是診斷故障存在與發展的一個依據。  
 2.2故障下產氣的速率  
 正常情況下充油電力設備在熱和電場的作用下,同樣老化分解出少量的可燃性氣體,但產氣速率應很慢。有的設備因某些原因使氣體含量超過注意值,不能斷定故障;有的設備雖低于注意值,如含量增長迅速,也應引起注意。產氣速率對反映故障的存在、嚴重程度及其發展趨勢更加直接和明顯,可以進一步確定故障的有無及性質。因此,故障氣體的產氣速率,也是診斷故障的存在與發展程度的另一個依據。  
 2.3故障下產氣的特征 
  變壓器等電力設備內部不同故障下,產生的氣體有不同的特征。如:局部放電時會有氫氣;較高溫度過熱時總會有乙烯;而電弧放電時也總會有乙炔。因此,故障下產氣的特征是診斷故障性質的又一個依據。      
 3.絕緣油色譜分析在變壓器內部故障診斷中的應用  
 3.1根據烏魯瓦提水力發電廠絕緣油色譜分析規定,在四、五月份對樞紐區各戶外電力變壓器進行一次**的檢查試驗,檢查試驗中發現西臺地生活變總烴氣體產氣率明顯偏大而且總烴含量嚴重超標,對該臺變壓器進行跟蹤分析,發現油中氣體依然有所增長,根據色譜分析故障判斷方法判斷變壓器存在內部故障,應立即進行檢修處理,結合常規試驗,發現該變壓器存在鐵芯多點接地,總烴產氣率明顯偏大而且總烴含量嚴重超標是由于變壓器鐵芯多點接地造成的,經過吊罩檢查,由于鐵芯多點接地致使變壓器在運行中產生的熱量及磁動力使B相繞組燒毀變形,時刻有發生事故的危險。通過色譜分析讓我們在變壓器運行中查出了變壓器內部的、潛伏性的故障,避免了事故的發生。  
 3.2在做烏魯瓦提樞紐區綠化5號泵站變壓器預防性試驗時,發現內部有火花放電故障,為了進一步確定故障類型及位置,對變壓器進行了絕緣油色譜分析,總烴和乙炔值超過注意值,結合前兩年的油色譜分析,油中產氣率明顯增大,根據《色譜分析導則》立即對分析結果進行判斷,判定變壓器屬內部火花放電,經吊芯檢查變壓器發現分接開關處有虛接現象,及時對虛接處的螺絲進行緊固,再次試驗后,一切正常,很快使變壓器又恢復了正常運行。 根據故障性質的三比值法計算,進一步確定變壓器是低能量的火花放電故障。
  其計算分析結果如下:  
 2009年4月油色譜分析結果:   
 組分含量(μl/L) H2 CO CO2 CH4 C2H6 C2H4 C2H2 總烴  
 變壓器絕緣油 172.06 397.32 1803.42 175.1 44.32 48.32 50.00 317.74          

 2008年5月油色譜分析結果:  
 組分含量(μl/L) H2 CO CO2 CH4 C2H6 C2H4 C2H2 總烴  
 變壓器絕緣油 69.06 386.32 1783.42 45.17 54.32 55.38 12.50 167.37  
 總烴相對產氣率:rr=(Ci2-Ci1)*(1/Δt)***  
 式中rr—相對產氣速率,(%/月)  
 Ci2—第二次取樣測得總烴含量,?l/L 
 Ci1—**次取樣測得總烴含量,?l/L  
 Δt—兩次取樣分析時間間隔的實際運行時間,(月)。  
 僅以***近兩次試驗數據為依據,計算得相對產氣速率:  
 rr=(317.74-167.37)/167.37*1/11***=988.3%/月  
 根據《色譜分析導則》相對產氣速率的注意值為10%/月,計算值988.3%/月嚴重超過注意值10%/月。      
 4.結語  利用變壓器油色譜分析,可以及早發現變壓器及其他充油電氣設備的內部潛伏性故障,在電力系統中發現和避免了許多重大設備事故,確保了電力設備的**穩定運行。所以絕緣油色譜分析是電力設備絕緣試驗必不可少的試驗項目之一,尤其對潛伏性故障的分析更為重要。

  相關鏈接：**液相色譜儀檢測變壓器油中糖醛含量

                  電力變壓器油專用氣相色譜儀

電力變壓器故障的診斷之法

     電力變壓器是一種靜止的電氣設備，是用來將某一數值的交流電壓（電流）變成頻率相同的另一種或幾種數值不同的電壓（電流）的設備。

1　電力變壓器故障診斷的優點

　　油中溶解氣體分析，在故障診斷方法上不僅是一門學科，而且是一門藝術，正確的診斷離不開科學試驗方法與實踐經驗的結合，離不開不同學科知識的綜合以及不同專業(如：化學、電氣專業等)人員的配合測試儀器相關知識。通過油中氣體分析，對早期診斷變壓器內部故障和故障性質(包括故障類型、故障嚴重程度及發展趨勢等)，提出針對性防范措施，實現變壓器不停電檢測和早期故障診斷等**生產要求都具有極為重要的指導意義相關知識。

2　電力變壓器產氣故障類型及其油中氣體特性

　　2.1　過熱故障

　　過熱故障產生的氣體主要是甲烷與乙烯，而乙烯是主導成分測試儀器相關知識。若涉及固體絕緣材料，則會產生較多的CO、CO2測試儀器相關知識。若無CO、CO2，就可能屬裸金屬局部過熱性故障測試儀器相關知識。

　　2.2　放電故障

　　(1) 高能量放電故障，又稱電弧放電故障測試儀器相關知識。這種故障產氣量大、氣體產生劇烈，運用測定油中溶解氣體的方法不易對其進行預診斷，往往是在出現故障(如：變壓器輕瓦斯發信)后，我們才可根據油中氣體、瓦斯成分的分析，對變壓器故障的性質和嚴重程度進行診斷測試儀器相關知識。高能量放電故障氣體主要是乙炔和氫，其次是乙烯和甲烷;若涉及固體絕緣，CO的含量也較高測試儀器相關知識。

　　(2) 低能量放電故障測試儀器相關知識。一般是電火花放電，其故障氣體主要是乙烯和氫測試儀器相關知識。由于其故障能量較小，總烴一般不會高測試儀器相關知識。

　　(3) 局部放電故障測試儀器相關知識。其產氣特征是氫組分***多(占氫烴總量的85%以上)，其次是甲烷測試儀器相關知識。局部放電的后果是絕緣老化，如任其發展，會引起絕緣損壞，甚至造成事故測試儀器相關知識。