一起运行变压器油中气体组分出现异常的分析和措施

李珏珊

(广东电网公司东莞供电局试验研究所,广东东莞 523000)

一起运行变压器油中气体组分出现异常的分析和措施

李珏珊

(广东电网公司东莞供电局试验研究所,广东东莞 523000)

变压器是电力系统的枢纽设备，它的可靠运行对电力系统的安全、经济运行有重大的意义。然而变压器内部故障的信息往往可以通过变压器油中气体组分出现异常体现出来。根据变压器油中气体的组分和含量，可以判断出变压器内部是否存在故障及性质和严重程度。通过油离线色谱分析和安装在线油色谱监测装置，可以监视变压器的运行状况，当变压器出现异常情况时可以及时采取有效的措施，防止变压器发生事故，对保障变压器安全运行。

变压器油 油色谱 油在线监测 异常的分析和措施

变压器油中溶解气体组分出现异常，表示变压器内部可能存在故障。试验人员可以通过气相色谱法进行跟踪试验和安装油在线监测装置进行监测，观察气体组分含量变化趋势。根据气体组成含量及其变化趋势，判断变压器内部是否有异常情况。通过油中气体分析，对早期诊断变压器内部故障和故障性质提出针对性的措施，实现变压器不停电检测故障安全生产等具有极为重要的指导意义。由于试验室内的油色谱分析试验需要人为的操作环节多，对需要跟踪分析其发展状况和产气速率的变压器不能实现连续的监测，对一些连发性故障的变压器，我们采取安装油色谱在线监测装置。随时监测到油中溶解气体含量的变化，设置报警值及时报警，从而保护了设备乃至电网的安全。

1 分析

110kV河畔站#1主变在2013年1月17日预试中测得乙炔含量为1.1uL/L，后安装了一台多组分绝缘油在线监测装置，自运行以来，在线监测装置测得油色谱各组分含量均较稳定，乙炔一直稳定在1.6uL/L左右数值。2013年6月5日，110kV河畔站#1主变安装的绝缘油在线装置发出报警信号，发现#1主变绝缘油色谱乙炔由1.6uL/L 突然增长到2.94uL，氢气、甲烷、乙烷、乙烯等组分也有所增长，总烃由24.48uL/L上升到33.94uL/L。

当天我们对该主变本体取油样进行离线色谱试验，证实乙炔含量出现异常的增长，由上次的1.10uL/L上升到4.11uL/L，其他气体组分也有所增长（具体数据见表1）。该台主变负荷一直较轻，近期负荷在2.4万千瓦左右，未发生过近区短路故障。南网预试规程要求：110kV运行中变压器乙炔含量注意值为5uL/L。

经计算，C2H2的绝对产气速率：

总烃的绝对产气速率：

结果可以看出，总烃的绝对产气速率在国家标准中变压器油中溶解气体分析和判断导则里总烃绝对产气速率注意值的范围内。但乙炔的绝对产气速率超出国家标准中乙炔的绝对产气速率的注意值（总烃≤12ml/d；乙炔≤0.2ml/d）。

在2013年6月5日，110kV河畔站#1主变的油在线监测装置系统运行中，发现该主变油中气体含量出现异常增长，我们采取缩短该主变油在线监测装置系统的测试周期为每天3次的跟踪措施，同时进行相对应的色谱离线试验。从在线监测装置系统提供的数据可见，油中溶解气体含量异常增长由6月5日开始持续到6月8日，之后各组分含量一直保持稳定的状态。

主变油在线监装置测数据与离线同期数据相对比（见表2），相差不是太大，以此说明了主变油在线监测装置数据的准确性。由于试验室内的油色谱分析需要人为的操作环节多，对需要跟踪分析其故障发展状况和产气速率的变压器不能实现连续的监测，对一些可能会有突发性故障的变压器，油在线监测装置可以起到至关重要的作用。

表1 近几次离线色谱数据（单位uL/L）

表2 与离线色谱日期对应的在线监测数据（单位uL/L）

图1 近期在线监测数据

就整体而言，主变油在线监测装置系统实质是传统的试验室色谱仪的缩小版。从分析技术的角度来看，该监测系统中油气分离单元、气体组分分离单元及气体检测单元的技术性能好坏直接决定了整个色谱在线监测装置系统的性能。主变油在线监测装置一方面有效弥补试验室离线色谱分析周期长的不足，另一方面有望减少设备故障跟踪分析过程中离线色谱的工作量，是气相色谱技术的补充和发展，可作为缩短或延长对变压器油试验周期的一个科学依据，为大型变压器走向状态检修机制从而获得最大限度的检修周期提供了必要的技术支持，是电力系统发展的必然要求和趋势。

2 措施

由于110kV河畔站#1主变的绝缘油离线色谱试验中，乙炔含量并没有超南网预试规程中的注意值，为了减轻不必要的停电所带来的经济损失，我们缩短对该主变的色谱试验周期及继续密切关注其绝缘油在线监测装置上面的数据，及时发现设备异常。截至9月22日，在线监测仪的监测数据显示，110kV河畔站#1主变油中溶解气体含量没有明显变化，如图1所示。

在此期间，我们亦对该设备进行了3次离线的色谱分析，分析结果同样显示气体含量没有明显变化。

3 结语

当变压器油中溶解气体组分出现异常时，进行综合分析，采取得当的防范措施，如通过缩短离线色谱取样试验经的周期和安装油在线色谱监测装置，对变压器运行情况的监测，严格监控潜伏性故障发展的趋势，避免不必要的停电及带来的经济上的损失。

通过几个月以来对110kV河畔站#1主变在线及离线色谱数据的跟踪观察，我们判定该主变的运行状态趋于稳定。并且，经过对比，证明该主变的在线监测装置能真实有效地反映出气体组分含量及其变化趋势。因此我们决定把在线监测试验周期设为1天1次，同时仍然保持每月进行一次离线试验，以继续对该主变的状态进行监测，及时发现设备故障，保障设备安全运行。

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