变压器油化验在数据分析与诊断中的应用

陈南清

摘 要：为提高变压器运行稳定性，需对其进行定期检测，而通过检测变压器中油可判断出其运行状态，并可判断出发生故障的零部件。文章对此进行了深入细致的分析和探讨，以期为相关人士提供参考和借鉴。

关键词：变压器；化验数据；故障诊断

广东粤电湛江生物质发电有限公司SZ11-63000/110变压器天威特变，2013年8月24日23：31，#2机组负荷47MW，主开关1102 跳闸，灭磁开关跳闸，#2发变组“主变差动保护”，“主变重瓦斯”，“主变轻瓦斯”等保护动作，从录波图看出是BC相故障导致保护动作切机，保护动作正确，立即抽取变压器油化学化验，其中2013.8.25取#2变压器油化验水份时为9uL/L，水份不超标合格。

1 变压器油化验数据分析

1.1 #2变压器油化验数据（表1）

1.2 #2变压器油趋势（图1）

2 变压器三比值法

三值法主要是在罗杰斯比值法的基础上进行优化，它是利用检测变压器油中的CH4/H2、C2H2/C2H4、C2H4/C2H6三对气体的比值，且不同比值分别表示不同的编码，再利用编码手册可以查询到变压器出现的故障，从而对症采取相应的措施。

在变压器油化驗中，需要注意以下两点：第一，如果检测出各种气体含量在正常范围内，可不进行三比值法；第二，如果油检测出各气体含量比例超出正常范围，且各气体含量超出灵敏度极限值的10倍，结合变压器使用症状可判别出其内部出现异常情况，这时可使用三比值法进一步分析变压器内部故障。所以三比值法只适用于2013.8.25变压器油数据。（表2）

三比值法数据为：102为电弧放电类型故障

3 #2变压器油的气相色谱结果分析

色谱分析：针对变压器中油进行气相色谱分析，可以检测出内部气体含量，并通过三对比值法，可以及时发现变压器内部零件出现的故障，该方法可以有效监督变压器安全运行的保障。同时，根据作者多年电力工作经验可知，气相色谱检测技术受外界影响较小，可以对变压器内部各部件进行实时动态监测，避免变压器发生重大安全事故。

研究表明，变压器内部结构绝缘物质是有机油性纸，若变压器内部零件出现烧损故障时，绝缘油纸温度升高会分解出有机气体。根据化学知识可知，有机类物质（碳氢化合物）具有不同化学键结构，且其热稳定随化学键的不同而有一定差距，在油性绝缘纸温度逐渐升高过程中，依次会分解出烷烃、烯烃、炔烃等有机气体。变压器在正常工作状态下，其内部设备和绝缘油纸会出现老化，也会释放一定量的气体，如CO、CO2等，而这些气体可以有效溶解在油中。但是一旦变压器内部零部件短路或温度过高，有机气体分解速度随故障发展而加快，并在油中形成对流后溶解于油中，且故障的严重程度不同会释放出不同组合的气体。因此，在变压器正常工作中，需要定期对其内部油中气体做色谱分析，并判断设备内部故障，避免故障向恶性发展。

目前关于变压器内部放电故障表征调查研究的经验报告显示主要指标为乙炔气体含量。一般说来正常工作的变压器内不产生此种气体，若在变压器工作监控分析中检测到乙炔气体含量上升较快，则该变压器可能存在严重的放电故障。此时应密切监视发展情况。变压器内总的烃类气体很高，氢气含量也高，乙炔是总烃的主要成分，则有可能有电弧放电性故障。用三比值法进行判断，即CH4/H2、C2H4/C2H6、C2H2/C2H4。例如，三比值编码为102时，故障性质可能是高能量放电。所以根据化试班2013.8.25#2变压器油化验数据，这次#2变压器内总的烃类气体很高，氢气含量也高，乙炔是总烃的主要成分，为高能量电弧放电性故障。