浅谈变压器油色谱分析及故障诊断

来源:用户上传      作者:

　　摘要：现阶段，随着社会的发展，我国的电力工程的发展也突飞猛进。变压器是变电站（电厂）正常运行的重要设备，对变电站（电厂）运行系统的安全稳定具有重要影响。因此，对电厂变压器进行及时的维护是变电站（电厂）的关键任务之一。在变电站（电厂）的日常运行工作中，变电站（电厂）变压器的检修工作難度较大，结合变压器油色谱图的变化，对变压器的运行情况进行判断，很大程度上简化了变压器的检修难度，提升了变电站（电厂）运行的安全稳定性。基于此，文章对应用油色谱分析故障的原理进行了介绍，探讨了变压器发生异常的情况以及变电站（电厂）变压器油色谱异常的处理方法，最后结合一起案例，分析了压器油色谱异常在变电站（电厂）变压器检修中的应用。
　　关键词：变压器;油色谱分析;故障诊断
　　引言
　　变压器油的色谱分析技术主要建立在油中所含溶解气体类别及其与变压器内部存在故障之间的对应联系所使用的故障诊断方法，通过运用气相色谱分析仪器，能够对油中所包含的气体进行分析和研究，并依照气体含量和组成成分对变压器是否存在异常情况加以判断，从而对其所存在的故障类型、发生部位、发展趋势以及严重程度进行及时诊断。
　　1变压器油色谱分析原理
　　变压器油作为自石油内部中所分离出的矿物油，其所包含的绝缘成分主要包括矿物绝缘油以及石油当中所含的固体式有机绝缘物质。其中，矿物绝缘油内主要包含了烷烃、芳香族的不饱和烃以及环烃族的饱和烃。而固体的有机绝缘物质则主要包含了纤维素。在变压器油的正常使用过程中，其内部所含有的绝缘油及其他绝缘物质会逐渐变质和老化，同时伴有氢气、乙烷、甲烷、乙炔、乙烯、一氧化碳以及二氧化碳等少量气体排出。一旦变压器的内部出现故障，则此类气体的释放量就会迅猛增长。例如，当故障点处的温度处于较低范围时，甲烷在气体的释放比例中明显增长;当温度提升时，则乙烯和氢气的比例会急剧增长;当产生严重过热现象时，则会伴有乙炔气体产生。通常而言，我们将对故障诊断具有实际意义的气体，如H2，CH4，C2H6，C2H4，C2H2，CO，CO2称作特征气体，而将CH4，C2H6，C2H4，C2H2，这4类气体的含量总和称作总烃，即C1+C2。
　　2变压器发生异常的情况
　　变压器的运行情况是否正常直接关系着变电站（电厂）的运行稳定性，为保障变电站（电厂）的正常运行，工作人员必须按照相关规则和流程对变压器进行定期的检修与维护工作。通过对变压器的维护，可以发现变压器存在隐患问题，并对问题进行分析和处理，同时也可以为变压器的运行情况提供参考，方便下一次的维护工作。通过日常检修可以对变压器的运行情况做出大致的判断，很多时候，人为或者机械设备故障是引起变压器油色谱异常的主要因素。检修人员对变压器进行检查时，能够及时发现循环电流故障，该故障是由磁回路故障造成的，这时就需要展开区域停电检修，从而查找出变压器油色谱异常的具体原因以及故障发生的位置。变电站（电厂）变压器的检修与维护工作技术要求高，工作难度大，检修人员通常要在现场进行变压器的检修和故障处理，油色谱分析对于找出变压器故障具有十分重要的意义。此外，在进行变电站（电厂）变压器油色谱分析时，检修人员要尽可能在变压器空载状况下进行油色谱分析，这样才能更加快速有效的发现故障的原因以及发生位置。
　　3变电站（电厂）变压器油色谱异常的处理方法
　　随着人工智能技术的不断成熟，其应用也越来越广泛，当前我国已开始将人工智能技术应用于变压器油色谱分析，利用智能化软件对变压器的油色谱异常情况进行分析，工作人员就能借助智能软件分析的数据，更加便捷和准确的找出故障所在，提升了变压器故障处理效率和质量，保障了变电站（电厂）的正常稳定运行。实践经验证明，变压器油色谱出现异常并且一些微量的金属元素含量不同时，通常会引发变压器内部铁芯短路，如果出现这种情况，就会严重影响变压器的正常运行，进而对整个变电站（电厂）的运行造成不利影响。如果出现上述情况，工作人员应与生产厂家联系，由厂家运回厂进行吊芯处理。在变电站（电厂）变压器出现油色谱异常时，对潜油泵展开全面细致的检查至关重要。潜油泵故障是造成变压器油色谱异常的重要因素，因此，如果变压器出现油色谱异常，要及时对潜油泵进行观察，从而能够及时对变压器故障进行排查和确定。当潜油泵发生了局部升温或者长期处在高温状态下时，与潜油泵接触的油就会发生较大的变化，很大程度上加大了发生油裂的概率，从而影响变压器的正常运行。潜油泵的检查可以利用超声波检测法，超声波检测法不会对潜油泵造成损伤，同时能够分析处潜油泵故障发生的原因以及具体位置，采用超声波检测法进行油泵检查能够很大程度提升变压器的运行安全稳定性。变压器潜油泵的定子故障大多数情况下是由变压器自身携带的一些金属渣粒所造成的。在变压器的维护检修工作中，如果发现是因潜油泵导致变压器故障时，工作人员应采用调换的方法对其进行观察与监测，如果调换以后的方案能够保证潜油泵正常工作，就说明该方案能够保证变压器的正常运行，假如调换后不能正常工作，那么就要接着对变压器潜油泵进行更加详细的分析以及处理。变压器油中H2，CH4，C2H4和总烃的含量明显增加。这表明失故障正在恶化。当H2和C2H2的含量增加时，表明变压器具有高温过热或放电型故障。该故障气体主要含有两种主要气体CH4和C2H4，表明发生过热或接触不良。CO和CO2含量的增加表明该故障涉及固体绝缘材料的热分解。通过分析判断，发现该故障是高温过热故障，主要是接头未焊接，夹具螺钉松动，开关接触不良，短路等。根据这一判断，维护人员有针对性地检查和修复了这类问题，发现故障的原因是电站不合格。也就是说，变压器的低压侧区域中的套筒型导电杆和引线上的镀铜连接螺栓松动。因此，可以通过更换导电杆和螺栓来消除故障排除。检查完成后，使用直流电阻测试来确认故障已经消除。（1）在对变压器有无故障存在进行判断的过程中，可依照变压器油中所包含的总烃含量与产气速率，并结合色谱分析方法对其故障类型加以判断。同时，依据色谱分析最终所得出的变压器后内部总烃绝对值和产气速率是否高于注意值进行故障诊断，以此判断变压器的实际运行状态。其中，注意值指的是变压器正常运行状态下，变压器油内部所含的各种气体类型及所占比例、产气速率等数据值。（2）当总烃绝对值高于注意值，却低于此数值的3倍，且总烃气体的释放速率低于注意值时，则变压器内部存在故障。考虑到此类故障蔓延趋势较为缓慢，因此可采取继续运行持续观察的方法进行下一步检修作业。（3）若总烃高于注意值，却低于注意值的3倍，且总烃气体的释放速率维持在注意值1～2倍的区间范围内时，则变压器内部存有故障，此时需缩短试运行周期，并对故障的发展趋势加以密切关注。
　　结语
　　变压器的正常运行是确保变电站（电厂）正常运行的重要设备之一。因此，与变电站（电厂）相关的工作人员的一项重要任务是对变压器进行日常检查和维护。如果变压器发生故障，则不易修理，在变电站（电厂）变压器的日常运行过程中，工作人员需要对变压器的油色谱变化进行积极观察和分析，从而方便对变压器的运行情况是否良好做出及时的判断。通过这样做，可以极大地方便变压器的维护，从而有效的降低了变压器的运行维护难度，避免了因变压器故障发现不及时而造成的经济损失，有利于确保变压器的安全稳定运行。
　　参考文献
　　[1]李磊.变压器油色谱分析与故障诊断[J].电气制造，2012（5）：28-32.
　　[2]凌海峰，刘津浩，李志新.变压器油色谱分析与故障判断[J].液压气动与密封，2012（5）：46-50.
转载注明来源:https://www.xzbu.com/1/view-14974913.htm