贵州化工  2002年2月
申科  张明建    (贵州赤天化集团有限贵任公司，贵州赤水，564707)
摘  要:阐述变压器油气体色谱分析与变压器内部故障之间的内在联系，通过色谱分析监测变压器的运行状况，并介绍变压器油气体色谱超标在线脱气处理方法。
关键词:变压器油  气体色谱  故障判断 在线处理
中图分类号:TM407
作者简介:申科，见本刊2000,(4):330.张明建，男，赤天化集团有限贵任公司电力车间副主任。
收稿日期:2001-09-05
1 概述
    变压器油是从石油中分离出来的一种矿物抽，其绝缘主要是由矿物绝缘油和在油中的有机绝缘材料所组成。其矿物绝缘油主要成分是烷烃(CnH2n+2)、环烃族饱和烃(CnH2n)、芳香族不饱和烃(CnH 2n-2)等化合物。有机绝缘材料主要是由纤维素(C6H10O5)n构成。在正常运行状态下，由于油和固体绝缘逐渐老化、变质，会分解出少量的气体(主要有H2、甲烷CH4、乙烷C2 H6、乙烯C2H4、乙炔C2H2、一氧化碳CO，二氧化碳C02等7种)。当变压器内部发生故障时，这些气体的产气量会迅速增加，故障点温度较低时，甲烷比例较大，温度升高时，乙烯、氢气组分急剧增加，比例增大。当严重过热时，还会产生乙炔气体。固体绝缘的过热性故障时，除产生上面的低分子烃类气体外，还会产生较多的CO, C02。随着温度的升高，CO/CO2的比值逐步增大，从而通过油中气体的各种成分含量多少来判断故障的性质及程度。所以，在变压器运行中，定期测量油中的气体组分和含量，能及时发现变压器内部的潜伏性故障。

2 判断方法
    变压器内发生故障时所产生的气体种类与故障的类型有关，通过色谱分析，做出各种气体的组分，从而可以判断出变压器的内部故障内型(如表1).
2.1据气体产生速率判断故障
2.1.1绝对产气速率
          Ra=Ci2-Cil/△t × G/ ρ
式中:Ra——绝对产气速率(ml/h)
    Ci2——第二次取样测得油中某气体含量μL/L)
    Ci1——第一次取样测得油中某气体含量(μL/L)
    △t——两次取样间隔实际运行时间(h)
    G——产品内总油量(t)
    ρ——油的密度(t/ m3 )
    绝对产气速率注意值如表2所示:
2.1.2相对产气速
        Ra=Ci2-Ci1/Ci1 x 1/△t x 100%
式中:Ra—绝对产气速率(ml/h)
    Ci2—第二次取样测得油中某气体含量(μL/L)
    Cil—第一次取样测得油中某气体含量(μL/L)
    △t—两次取样间隔实际运行时间(h)
    总烃的相对产气速率大于10%/月时应引起注意。当产气速率偏大时，有必要对变压器做其它检查试验(直阻、绝缘试验、水分测试等)，综合分析判断故障的性质和部位。

3 事例分析
    公司基地1台110 kV/6 kV电压等级容量为100.00 kVA变压器，1997年6月17日突然发生喷油且内部温度快速升高，紧急停车处理。对变压器作绝缘电阻、直流电阻等试验，发现C相电阻比A,B相电阻偏大，并且对照变压器原始记录，原始数据中三相直流电阻平衡。为了查找故障原因，吊开钟罩对变压器铁芯、绕组以及引出线等榆查并作相关试验，未发现任何异常。最后判断是变压器有载调压开关故障，经检查确定是开关桶变形引起的，经处理后作相关电气试验合格。
      经过这次故障后再对变压器油做色谱分析时，发现其中含有CO, CO2和烃类化合物。为了监视变压器安全运行，决定从此对变压器油定期作色谱分析，其色谱分析数据如表3所示。
3.1对试样进行分析
    通过定期对该变压器油做色谱分析发现，其中的总烃并没有明显增大，其值小于(电气设备预防性试验规程)中规定的150。同时我们计算出各次相对速率的大小也合格，如表4所示，这说明此后变压器运行完全正常。
3.2结果分析
    通过变压器油的色谱定期监测，可以看出该变压器运行正常，这对变压器安全、长周期运行起到了很好的保障作用，特别是象大化肥这样的一类供电负荷是至关重要的。另外对这次变压器油的气体色谱值较大，除上述原因外，我们分析还与补充油时用了回收的变压油色谱不合格(因为在补充油时只注意绝缘耐压而未做色谱)以及因变压器有一焊点渗油时采用带油补焊有关。
3.3故障处理
    为了降低变压器油中的气体含量，我们对变压器油进行在线脱气处理，其方法是:用真空滤油机与变压器油再生处理器相串联后，对该变压器油打循环，经过十多小时处理，其中的烃类和CO, CO2等明显降低如表3序号4所示。通过该次脱气处理后，尽管没有将其中的气体全部处理掉，但色谱值明显变小。造成这种情况主要是脱气处理时间不够且由于变压器油量太多而再生器中的吸附剂量少而造成的。

4 结论
    上述方法虽然对监视变压器运行有较好的作用，但该方法为离线监测，其主要缺点是不能对变压器连续监测，同时在取样时会掺入人为因素，造成结果不精确，从上述表4中各次结果不规则的微小变化可以看出这种情况。
    随着科学技术的发展，变压器色谱在线监测技术应用，必将对保证变压器的安全运行起到重大作用。它诊断的基本原理是:用某种半导体气敏传感器对某种气体的敏感性，在某种气体作用某类半导体气敏传感器，传感器参数的变化与气体浓度有严格的对应关系，从而通过参数变化来判断该气体浓度的高低，然后通过利用该种方法将采集到的数据输入计算机，通过计算机程序处理后数据结果在屏幕显示出来，值班人员可以时刻知道变压器内部运行状况。