变压器油色谱分析及应用的研究

变压器油色谱分析及应用的研究

发表时间：2019-04-17T13:46:05.543Z 来源：《建筑学研究前沿》2018年第35期作者：李翔

[导读] 在我国电力系统当中，变压器发挥着十分重要的作用，但是实际运行过程中又非常容易发生各种各样的故障

李翔

特变电工股份有限公司新疆变压器厂新疆昌吉 831100

摘要：在我国电力系统当中，变压器发挥着十分重要的作用，但是实际运行过程中又非常容易发生各种各样的故障，这就需要对变压器故障进行有效的检测，从而更好地保证电力系统的正常运行和供配电。我国目前比较常见的故障分析法主要包括超声波检测法、色相普检测法、射频检测法、脉冲电流法、光检测法以及电磁波检测法几种。其中色相普检测法操作简便且检测结果准确所以得到了广泛的应用，本文就其在变压器当中的应用进行了一定的探讨。

关键词：变压器；油色谱；应用

1 变压器的安全运行

变压器的安全稳定运行对整个电力系统都具有不可替代的作用，以下将对变压器常见故障和具体的保护措施进行分析。

1.1 变压器的常见故障

一，响声异常，变压器响声异常故障主要包括水沸腾的声音、声音大且吵杂或者是放电声音等，工作人员可以结合声音的不同对故障位置进行初步判断，例如绕组故障、铁芯故障或者是套管故障；二，温度异常，如果散热条件、负荷或者是环境温度过高就会导致变压器出现故障，此类故障通常情况下都是由于变压器长期超负荷运行，而且没有采取有效的散热措施，从而造成铁芯内部发生涡流或者是短路现象；三，放电，变压器发生放电故障主要表现为局部放电、火花放电还有高能量放电几种。局部放电情况比较复杂，火花放电一般是因为变压器油当中具有一定的杂质而导致的，高能量放电是因为绕组匝间的绝缘层被击穿而导致的；四，短路，这种故障在变压器实际运行过程中最为常见，一般是因为变压器负荷过大，温度过高、绝缘程度降低而导致的绕组建对地短路。

1.2 变压器的保护方式

我国现如今比较常见的变压器保护措施主要包括速断保护、瓦斯保护以及过载保护几种。首先速断保护的范围包括电压速断、电流速断和差动速断三种，这几种保护都是为变压器电流故障、电压故障提供的保护方式；其次是瓦斯保护，其可以分为重瓦斯保护和轻瓦斯保护两种，重瓦斯保护服务于断路器跳闸，轻瓦斯保护主要动作为信号；再次是过载保护，这种保护方式可以对变压器电流实施检测，如果电流过大就会发出信号或者动作，从而起到保护的作用。

变压器故障通常情况下都是由于一些小隐患而导致的，我国目前在对变压器故障排除的时候，准确率并不是很高，如果其内部发生故障，变压器油就会发生一定的改变，但是这个时候变压器并不会发出警报，如果充分利用在线色谱技术对故障进行分析就可以快速检测到故障发生点，及时采取相应的处理措施，从而更好地保证了变压器的正常运行。

2 油色谱装置的发展现状

油色谱监测装置在变压器乃至整个电力系统当中都具有综合测量和把控的作用，采用该项技术对变压器设备实施在线监测可以对各种故障热证气体浓度进行准确的反馈，从而实现对整个电力系统的自动化监测。这种监测技术在我国已经应用了几十年，在此过程中油色谱装置也发生了很大的改变，不断完善和创新，可以对气体浓度还有变化趋势进行有效的检测和分析。所以现如今很多公司都采用这种监测装置。我国目前常见的油色谱在线监测技术主要包括混合气体分离技术、油气分离技术还有气体检测技术几大类。

3 变压器在线色谱分析系统

3.1 气体的采集与传输

变压器一旦发生故障，其内部的混合油气浓度就会发生一定的改变，随着油气的不断扩散，就可以被放置的脱离装置所采集，并将其中的液体和气体进行有效的分离，进一步将分离好的气体传送到分析装置当中。不同气体产生的含量和时间上都存在一定的差异，采集系统就可以根据这一特性将数据传输到分析装置，然后再由分析装置对气体进行准确的检测和分析。当然在数据传输之前需要对其进行转化处理，其实也就是将所采集的气体时间和浓度分别转化成0-20mA和4-20mA电信号，信号大小会根据气体成分和浓度有所不一样。首先由采集模块对气体进行采集，然后对其进行信号转化之后将其传输到分析装置当中，分析装置会对色谱进行详细分析，分析装置可以分为传感器、检测电路和色谱分析几大模块，该装置在实际应用过程中对周围环境有着较高的要求，必须要有一个恒温且恒压的环境。只有保证外界环境的压力和温度才能更好地确保最终分析结果的准确性。色谱软件的功能比较多样化，主要包括计算峰面积、测定时间以及检测色谱峰几项内容。另外，色谱软件还可以实现对数据电信号的有效转化，然后将信号传输到控制模块。

3.2 控制模块

分析装置可以对气样进行分析，准确标定出浓度的高低区间和图谱，这样就为程序的设定提供了更大的便利，控制模块可以结合已经设定好的程序判断是否需要作出反应。比如，当变压器发生放电故障的时候，油产生的氢气就会高大90%左右，同时故障点的温度也会随之异常升高，乙烯和甲烷的含量也会高达80%左右。如果是局部放电故障，首先是产生大量的氢气，然后会产生甲烷，氢气在两种气体中的比例一般会占到90%以上。

4 变压器油色谱方法的应用

4.1 变压器油采样

在变压器发生故障的时候充分利用油色谱分析方法对其进行检测，首先就需要对油进行采样，具体操作为：工作人员从变压器当中取出一定量的油样品，一般都是利用试管或者是注射器进行采集；然后将所采集的样品放置到合适的容器当中，一定要保证容器没有被污染，特别干净，否则油样品就会被污染。除此之外，还应该避免和其他物质之间的接触以至于混入杂质影响分析结果的准确性。

4.2 分离气体

采集好样品之后，将其放置在脱气设备当中，将其中的气体和液体进行有效的分离，从而才能对气体性质进行更加准确的检

测，进一步根据气体分析结果对变压器的故障类型进行判断。

4.3 鉴定器检测

在对变压器油气体进行检测过程当中，一定要选择最为先进和专业的气相色谱分析仪，利用其对分离之后的气体进行详细分析和检测，从而得到气体有关数据，像其他的构成类型还有其中所含的化学成分等。另外，相关工作人员还需要对这些数据进行有效的存储，并将其转化成电子档案，利用计算机和数据库对气体信息和数据进行保存，从而方便与后期变压器发生故障时候的迅速查阅。

4.4 判断故障类型

利用色谱分析仪对气体进行分析和检测完毕之后，基本上就可以判断出变压器的故障类型了，然后由专业人员制定有效的解决对策，及时排出变压器故障以尽快恢复变压器的正常运行。

这种检测技术和以往传统的检查和维修方式相比较而言不但效率更高，而且准确率也更高，在实现变电站运行管理水平提升的同时，还能够有效降低设备故障的发生率，有效延长了设备的使用寿命。

结束语

总而言之，变压器油色谱分析法是随着科学技术水平的不断提升发展而来的一种智能化电网故障分析技术，其可以更好地保证变压器的稳定高效运行，从而保证整个配电网的正常供电，为人们生产生活提供所需用电，这一技术未来应用前景一定更加广泛。

参考文献

[1]陶红，高晶，王卫华，何雅娟.变压器油中溶解气体分析专用气相色谱仪的检定与校准[J].化学分析计量，2017，26（06）：104-108.

[2]李想.特高压变压器油色谱异常告警分析[J].海峡科学，2017（11）：58-60.

[3]杨永红，魏洪，张军强，李源，赵纲，李清贵.35kV终端变压器油色谱超标分析及处理[J].电工技术，2017（11）：78-79.

[4]张国栋.330kV牵引变压器油色谱超标原因分析[J].高速铁路技术，2017，8（05）：20-24.