主变压器绝缘油色谱异常原因研究钟红

钟红

钟红

广东电网有限责任公司韶关供电局512026

摘要：色谱分析是诊断变压器故障的一种有效方法。对主变压器的故障，应当根据具体问题，进行具体分析，油色谱分析法，是将主变压器内的绝缘油放在实验室进行气体色谱分析，精确度高，抗干扰性强，能够对绝缘油内的气体含量、组分、产气速率等进行准确评判，根据故障判断制定针对性的检修侧率，及时排除主变压器故障，保证设备安全、稳定运行，提高供电可靠率。

关键词：变压器；异常状态；故障

1变压器绝缘油色谱异常原因

1.1绝缘中存在局部放电

主变压器绝缘结构具有一些缺陷，如果外施电压达到一定强度，绝缘结构会发生放电现象，这种现象只在绝缘结构局部发生，即所谓的绝缘结构局部放电。这种放电现象，并不能立即对主变压器造成巨大损害，相反，它是对主变压器绝缘结构的一种缓慢侵蚀，当这种侵蚀达到一定程度时，就会产生质变，使主变压器烧毁。

1.2导电部件局部过热

主变压器内部有许多金属部件，这些金属部件接触不良会严重影响主变压器散热，即通常所称电阻异常型过热时间。导电部件局部过热，会增加导电回路尾部电阻，损耗与电阻之间属正比关系，接触电阻与接触压力成反比关系，金属部件之间的接触电阻增大会使接触压力减少，从而增大接触部位的发热量，产生高温，如果这种高温状态一直持续，达到一定程度，往往会使主变压器烧毁。

1.3潜油泵故障

潜油泵的主要作用是强迫变压器内的油进行冷热交替循环，潜油泵的油流主要通过油流继电器进行监视。潜油泵用在强油循环变压器，油流继电器对潜油泵工作情况进行监视，强油循环冷却是大型变压器大多采用的冷却方式，潜油泵出现故障，变压器内油就不能完成有效循环，影响散热，造成过热故障，影响变压器主绝缘寿命。

2变压器油性能检测及分析

2.1馏程分布检测

馏程分布检测的目的是为了判断变压器油基础油的差异，一般认为馏程越窄越好（即构成变压器油的各类烃类化合物种类越少），见表1。

从表1可以看出，NYNAS10XN变压器油初馏点为262℃，终馏点为357℃；ShellDialaBG变压器油的初馏点为259℃，终馏点为403℃。NYNAS10XN变压器油的馏程分布范围为95℃，ShellDialaBG变压器油的馏程分布范围为142℃。另外发现新ShellDialaBG变压器油的初馏点比运行油（或实验室模拟加热实验后油）低1℃，说明该油在长期使用过程中低沸点物质含量减少。

2.2烃类结构组成检测

该检测项目主要用于测定变压器油基础油烃类结构组成。基础油的好坏决定了变压器油的整体性能。采用质谱仪对2种变压器油（4个样品）的烃类组成进行分析。NYNAS10XN变压器油和ShellDialaBG变压器油的烃类组成存在明显差异，NYNAS10XN变压器油的链烷烃含量为7.1%，总环烷烃含量占到83%，总芳烃含量为9.9%；而ShellDialaBG变压器油的链烷烃含量为18.1%，总环烷烃含量为57.9%，总芳烃含量为24%，其中烷基苯占19.2%。在组成变压器油的各类烃类物质中，烷烃的热稳定性是最差的。比较ShellDialaBG新油和运行油的链烷烃含量也可以发现，运行油中链烷烃的含量有一定的减少。比较已检测出的各类物质（总芳烃）可以发现，ShellDialaBG变压器油内部各种非烃类化合物和不饱和烃较多，生产过程采用的是常规生产工艺，基础油馏程较宽，且没有采取加氢精制工艺，属于壳牌公司的普通型变压器油产品，这一点也可从壳牌油品手册得到印证。变压器油中芳烃的适量存在能起到天然抗氧化剂的作用，并能改善变压器油的析气性，但含量过多反而会严重影响油的氧化安定性。

3变压器绝缘油色谱异常及故障处理

3.1色谱分析诊断基本程序

如果变压器出现故障，通过对变压器油中的所含各种气体的种类和含量进行检测，就可以判断变压器可能存在的故障的类型。

检测主变压器内气体含量。对H2、C2H2、总烃的含量进行检测，如果H2含量过高，主变压器可能是因为进水受潮发生故障，如果乙炔含量过高，会导致主变压器内部产生局部放电现象，总烃中烷烃和烯烃含量过高会造成主变压器过热。

3.2绝缘油内气体浓度

表2的注意值是判断主变压器有无故障的标准之一，在对主变压器进行故障分析时不能进行生搬硬套。有的主变压器虽然气体含量很高，但可能是受到外界因素的影响，通过气体含量判断主变压器是否故障，应当与以前的历史检测数据进行比较，如果不能比较，则应当进行追踪分析，对主变压器是否故障，何种故障应当谨慎判断，不能简单的通过气体含量下结论，如果判断错误会增加维修成本，对变压器故障分析应将检测数据与以往数据进行比较，综合考虑，如是否是变压器的绝缘结构局部放电造成，不可武断。绝缘油中的气体含量没有超过表2规定的注意值，说明主变压器运行状态良好。

3.3气体速率的注意值

主变压器发生故障，绝缘油的产气速率也会发生相应变化，分析主变压器的故障，应从气体浓度与产气速率方面进行综合考虑。绝对产气速率与相对产气速率是主变压器内部产气速率的两个类型，相对产气速率有较大缺陷，尤其是在气体浓度不大时，容易导致对主变压器故障误判。主变压器采用开放式油枕绝对产生速率为：0.25ml/h，采用隔膜式油枕绝对产气速率为0.50ml/h。不论是开放式还是隔膜式油枕相对产气速率均为10%/月。主变压器绝缘油分解的气体中，氢气产气速率较难确定，可能由于水分受潮或者是绝缘材料释放，这是氢气本身特性决定的，应结合其他试验方法综合判断，提高试验的准确性。

3.4乙炔的含量及注意值

对正常运行的变压器进行检测，如果发现气体中有乙炔，则变压器可能内部可能产生放电性故障，绝缘油注意值导则中，并没有对乙炔的产气速率进行规定。乙炔气体含量大小并不是判断故障严重性的标准，有的时候，乙炔气体产气速率小，但是变压器内部故障严重，必须进行紧急处理。

结语

在现代电力工业的设备运行和维护中，要求在电厂或变电站运行的关键变压器上按周期进行故障气体分析，特别是发现有异常的变压器，需要进行局部放电、绕组变形等多种项目的检测。如何能够准备判断出故障变压器的故障类型，通过试验结果中得到的科学信息制定检修策略是电力企业提升服务质量和降低运行成本的重要环节。

参考文献：

[1]操敦奎，许维宗，阮国方．变压器运行维护与故障分析处理［M］．北京：中国电力出版社，2008．