电厂变压器油色谱异常分析及处理方法

吕文杰，张帅南

（平顶山姚孟发电有限责任公司，河南 平顶山 467000）

由于科技的发展，人们对电的要求越来越高，那么变压器作为电厂中确保电力系统稳定运行的重要设备之一，对其检查与维修及预知是非常重要的。但是在实际中变压器的检查与维修不仅工作量巨大还要求工作人员要拥有较高的专业能力。其中，油色谱出现异常是变压器出现故障所表现出来的重要形式之一，所以针对电厂变压器油色谱出现异常的问题，对问题进行分析、处理才能够有效地解决变压器故障，进一步保证电厂运行的稳定性。

1 变压器油色谱概念

变压器油色谱是利用色谱分析测定变压器油中溶解气体的组分含量，是检测电厂中变压器是否出现故障、保证电力系统稳定运行的重要方法。常用的仪器是油色谱分析仪，它的一次进样即可完成变压器油中溶解的7 种气体组分含量的全分析，其对乙炔的最小检测浓度达0.1ppm。此外，油色谱分析仪能够实现计算机实时控制和数据处理，具有高精度、稳定可靠的温度控制系统，是电气设备制造厂商在进行产品出厂时使用的主要检测手段之一。

2 电厂变压器油色谱出现异常的原因

导致变压器油色谱出现异常的原因有很多，其中包括设备生产工艺不合格，例如，螺丝出厂时未拧紧、铁芯部件表面没有去漆等；支撑杆长时间发生腐化造成局部过热发生碳化；潜油泵故障；局部短路等情况。

变压器的油色谱出现异常就意味着设备已经出现了故障，设备发生故障肯定是先在其内部进行了一系列光、热、声的反应，最后再传至外界。在变压器局部产生过热、放电等情况时它内部的绝缘体就会失去绝缘的作用，并且会裂解为各种气体。这些气体随内部损坏的严重程度而变化，因此变压器故障的严重程度可以通过气体的相关参数及发展趋势来判定，进而进行抢修。

变压器的故障大约分为两种情况，一种是内部故障，一种是固定绝缘体的失效。内部故障是由于变压器油受热分解，产生的能量致使C-CC-H 键发生断裂，因此产生烃类低分子和氢气。固定绝缘体的失效就是变压器的绝缘体受热发生裂化反应，产生CO2 与CO 等气体。

3 电厂变压器出现异常的情况

变压器的正常运行能够保证电力系统的稳定，给用电的我们创建一个良好的用电环境，因此，电厂必须要定期对变压器进行维护、检查与维修，只有这样，才能够确保变压器安全、稳定地发挥其作用。在定期的检查中可以看到并及时发现变压器存在的问题，对问题进行分析，最后运用维修手段进行修复。变压器在出现异常时，一般情况下，油色谱都能直接表现出异常原因及故障部位，因此，电厂最好要对变压器进行编号设置，能够帮助准确、快速地找到异常变压器，此外，在出现异常情况中也不乏有机械故障或人为因素导致变压器油色谱异常。

在对变压器进行针对性检查时能够及时发现其内部的电流循环故障，这种情况的发生主要是磁回路故障，然后对区域进行停电处理，判断油色谱问题出现的原因及部件。变压器的检修工作是一项任务量大、工序复杂、有一定危险性的工程，若在故障发生时采用解体、返厂的方法处理会浪费很多不必要的资金及工时，所以，针对变压器的油色谱进行分析就能够节省许多人力、物力，特别需要注意的是，在对电厂变压器进行油色谱分析时，最好要在空载的状态下进行，这样能够使结果更准确化，有利于下一步工作的开展。

4 电厂变压器油色谱异常分析方法

油色谱异常是变压器出现故障时的表现形式之一，它能够及时地反应出变压器存在的安全隐患，能够提醒人们及时进行检修。油色谱分析方法的原理主要是对比溶解气体在分配系数上的差异，这种方法是油色谱检验最基本的方法，也叫作溶解气体色谱分析法（DGA）,它能够分析溶解气体中的成分、含量、产生速率，这是现今电厂中主要的应用方式。

油色谱分析法是通过采取变压器中的小部分油来分析其中的溶解气体含量、组成成分等，然后通过分析来判断电压器是否存在故障。这种方法是目前应用最为广泛的一种方法，其具有快速、准确、安全、经济的特点，能够精准地发现故障所在的区域及形成的原因，能够帮助工作人员节省大量的时间，为检修工作提供了科学的、强有力的依据。

随着科技的发展，人们陆续研制出了其他的诊断方法，例如，诊断系统与智能检测，可以应用故障气体作为基础进行检测。但是这些方法中油色谱在线检测法被大量电厂应用，它跟离线检测相比，能够实时检测，在发生故障时能及时地发现并做出应急措施，自动进入检测阶段寻找故障原因，尤其是对局部放电与发热问题的排查。其次，油色谱在线检测能够避免电磁场对其的影响具有高效、精准的优势。

5 电厂变压器油色谱异常的具体处理方法

随着科学技术的发展，人们越来越多地应用电子信息技术，在电厂中对变压器的检修也不例外。目前，电厂中变压器的检修需要众多现代技术的结合，提高电厂中变压器油色谱异常的处理效果也是各个电厂注重的问题之一。结合现代技术，将检修变成人工智能化也是电厂中变压器检修的发展方向之一，针对变压器油色谱异常使用智能软件进行分析、处理，也极大地增加了变压器故障检修的效率。

若是变压器油色谱出现异常，首先应该检查的就是潜油泵，潜油泵导致变压器出现异常的可能性是非常大的，因为潜油泵的长期高温或者升温过快都会对接触到的油产生很大的影响，进而会发生油裂解。这时，运用超声波检测技术就能够及时判别出故障的具体位置及原因，运用超声波手段在某些方面能够保证变压器的稳定运行。其实，潜油泵出现问题很常见的原因就是变压器本体的金属渣粒造成的，此外，一旦潜油泵出现问题就要及时更换，如果更换后还是不能使变压器正常运行，就要对潜油泵做进一步的分析与检测了。

同时，变压器的油色谱中出现的金属元素含量不同也能够确定变压器故障的原因。一般情况下，发生这种不同都是由于变压器内部铁芯的硅钢片发生短路问题，针对这种情况，处理办法就是直接返厂重新进行吊芯。

6 诊断变压器故障的方法创新

油色谱分析变压器故障是多数电厂应用的检测方法，但是这种方法也会存在很多的缺陷，严重时也会出现误判等情况。因此，应该将油色谱分析与电气试验相结合，实现油色谱诊断故障检测自动化且能够实现自动上报。现在需要做的工作还是要在实际工作中不断地总结经验，提高故障的识别能力，减少误判发生的概率。此外，建议电厂中对变压器的管理进行不定期的现场巡视，指定专门的工作人员进行检测，尽量将突发事件发生概率降到最低。

7 案例分析

某发电厂9月在变压器预防性实验中发现了油色谱异常，其8 月的油色谱分析数据如图1 所示。

从图中不难看出，变压器油里的H2CH4C2H4含量明显增加。这种增加说明故障的情况正在向严重阶段发展，H2与C2H2的增加表明了变压器出现高温过热与放电的故障。这种故障产生的气体中的成分主要是CH4与C2H4,说明线路接触不良过致使某部位过热，CO 与CO2的含量增加表明出现的故障可能是由于固体绝缘体的受热分解，经过上述分析就能够判断出现的问题是由于高温过热引起的，主要原因可能是接头没有焊接牢固，螺丝松动，线路接触不良产生短路等。

图1 色谱分析结果（ΜL/L）

依据上述分析，维修的工作人员可以有目的地进行排查与维修，检查结果是电站不合格。电站不合格就是变压器低压侧区域中的套筒型导电杆与引线的铜接头连接松动。解决办法就是更换导电杆与螺栓，更换无误后用直流电进行检测，确认故障已经解决。

8 结语

变压器是保证电厂正常运行的重要设备之一，因此，变压器的日常检查与维护是至关重要的工作。但是在实际工作中，变压器的检修工作非常复杂、工作量大，具有一定的危险性，因此，要多应用先进技术。变压器油色谱分析能够准确找出故障发生的原因及故障部件，将复杂的工作简单化，极大地节省了人力、物力，提高了变压器的检修效率，保证了电厂的稳定运行。