变压器在线监测与故障诊断技术研究

国文亮 胡毅

摘要：分析了油色谱分析的原理，然后介绍色谱分析判断变压器故障方法，最后使用油色谱技术监测与诊断变压器。

关键词：状态检修；在线监测；故障诊断；油色谱分析；

中图分类号：TM41 文献标识码：A 文章编号：1009-3044（2015）05-0237-02

Studies on On-line Monitoring System and Fault Diagnosis of the Transformer

GUO Wen-liang， Hu Yi

（State Grid Beijing Maintenance Company，Beijing 100000， China）

Abstract： the principle of chromatographic analysis is analyzed， Then， the transformer fault diagnosis method is introduced， Finally， the use of chromatographic analysis to monitor and diagnose transformer Case is introduced.

Key words： condition-based maintenance； on-line monitoring； fault diagnosis；Chromatographic analysis；

运行中的变压器，发生外部故障时，我们可以观察到，但其内部发生故障、病变，就很难监控，但变压器内部的油，是可以采集到的。绝缘油老化、变质会分解出一氧化碳CO、二氧化碳CO2、甲烷CH4、乙烷C2H6、乙烯C2H4、乙炔C2H2、氢气H2等，通过对变压器的绝缘油进行定期取样、分析，并与历年的分析数据进行对比，在变压器正常供电的情况下，判别变压器的运行状况，有助于及早发现和消除存在的安全隐患，确保变压器的安全运行。

1油色谱分析基本原理

在新绝缘油的溶解气体中，除了含有氮气（约70%）和氧气（约30%）以及二氧化碳（0.3%左右）气体外，并不含有C1 C2之类的低分子烃，在经过油的处理之后，由于一些油的加热处理设备存在死角，可能出现微量的乙烯甚至极微量的乙炔。正常运行状况下，由于变压器绝缘油油和绝缘材料的缓慢分解和氧化，会产生少量的二氧化碳（CO2）、一氧化碳（CO）和微量的低分子烃气体。当变压器的内部出现放电和过热故障时，变压器绝缘油和内部固体绝缘材料中放电效应和受热性效应作用，油中的二氧化碳（CO2）、一氧化碳（CO）、氢气（H2）、甲烷（CH4）、乙烷（C2H6）、乙烯（C2H4）、乙炔（C2H2）等烃类气体产生速度和数量就会显著地增加。而在故障的初期，这些气体的增加并不足以引起瓦斯继电器的动作，此时，通过分析油中溶解气体含量及其增长速度，能够及早发现变压器内部故障，消除隐患，确保变压器的安全运行。

2油色谱分析判断变压器故障方法

由于变压器内部的结构多样性及故障种类繁多，所以事实上没有任何一种方法是100%准确的，为了减少变压器因误判而造成停运，现场实际采用的是集中几种方法于一体的综合判断方法。

2.1变压器油中溶解的气体含量注意值进行判断

定期进行油化验，观察油样有无悬浮颗粒，然后进行气相色谱分析，在变压器油中溶解气体组分的气相色谱分析对象主要为二氧化碳（CO2）、一氧化碳（CO）、氢气（H2）、甲烷（CH4）、乙烷（C2H6）、乙烯（C2H4）、乙炔（C2H2），将这些气体含量与色谱分析导则规定的注意值（表1）进行比较，判定有无故障，故障性质越严重，则油中溶解的气体含量就越高，所以根据气体的绝对含量多少，和规定的注意值比较，凡大于注意值者，应跟踪分析，查明原因，若氢和烃类气体不超过注意值，且气体成分含量一直比较稳定，没有发展趋势，则认为电力设备可正常运行；分析结果绝对值超过规定的注意值，且产气速率又超过10%的注意值时，才判断为存在故障。