于鲜莉 安燕 李波 贾彦昌
内蒙古 呼和浩特 010021
摘要：变压器的突发性事故，大多是由于绝缘劣化与不能及时排除潜伏性故障造成的，变压器正常运行时，内部本身会发生一系列的化学变化。如绝缘油的分解、本体内部的纸板固体绝缘材料，随着运行年限增长发生老化，在运行电压的作用，绝缘介质在变压器内部产生化学反应，裂解低分子气体溶解在绝缘油中。更主要的是当变压器运行异常时，会促进这些气体的产生。依托色谱分析技术，针对油中溶解气体组分含量、产气速率等进行分析，可以准确评估变压器运行状态，诊断异常原因，防患于未然。本文对变压器绝缘油色谱异常和故障判断展开探讨。
关键词：变压器油；色谱异常；故障判断
变压器是电力系统的枢纽设备，保证电网安全运行与变压器的运行状态紧密相关。因此，提高变压器的运行、维护水平，及时发现电力设备运行隐患并准确判断电力故障是保障电力系统安全、稳定、经济运行的有效手段。
1 变压器油色谱分析异常原因
1.1 绝缘中存在局部放电
当外施电压达到一定强度，变压器固体绝缘会发生放电现象，这种现象只在绝缘结构局部发生，即所谓的绝缘结构局部放电。这种放电现象，并不能立即对变压器造成巨大损害，是对变压器绝缘结构的一种慢慢侵蚀，当这种侵蚀达到一定程度时，就会产生质变使变压器烧毁。
1.2 导电部件局部过热
变压器内部有许多金属部件，这些金属部件接触不良会严重影响变压器散热，即通常所称电阻异常型过热时间。导电部件局部过热，会增加导电回路尾部电阻，损耗与电阻之间属正比关系，接触电阻与接触压力成反比关系，金属部件之间的接触电阻增大会使接触压力减少，从而增大接触部位的发热量，产生高温，如果这种高温状态一直持续，达到一定程度，往往会使变压器烧毁。
1.3 潜油泵故障
潜油泵的主要作用是强迫变压器内的油进行冷热交替循环，潜油泵的油流主要通过油流继电器进行监视。潜油泵用在强油循环变压器，油流继电器对潜油泵工作情况进行监视，强油循环冷却是大型变压器大多采用的冷却方式，潜油泵出现故障，变压器内油就不能完成有效循环，影响散热，造成过热故障，影响变压器主绝缘寿命。
2 异常及故障判断
色谱分析法是诊断变压器故障的一种科学、便捷的有效方法，该方法在国内外普遍应用并制定了相关标准。国内1987年就了GB7252《变压器油中溶解气体分析和判断导则》，随后，制定了DL/T722行业标准。总结经验吸取国外先进技术，不断进行修编。通过对变压器油色谱分析技术的不断探索，可准确判断设备是否存在异常或潜伏性故障，有效提升电力设备的运行质量，大大提高系统供电可靠性。
2.1 变压器油中气体来源
变压器出现故障，变压器油就会分解出相对应的气体，不同故障类型产生不同的气体，在油中通过对流、扩散，逐渐溶入油中。故障气体的组分与含量与故障类型及程度有紧密的关系。通过检测油中溶解气体，能发现潜伏性隐患，并可通过跟踪分析故障的发展情况。主要特征气体见表一：
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备注：本数值分析是从主变本体取样。
注意值并非是确定变压器是否有故障的唯一标准，如果色谱分析值达到注意值时，应该跟踪分析，观察气体的增长情况同时找出气源，结合本体电气试验和运行情况，进一步查明原因，做出准确判断。如果气体含量虽低于注意值，但增长速度快，也应查明原因。另外一个关注点就是变压器油中CO与CO2含量的变化。
总之，油中溶解气体超过注意值时，一般怀疑设备异常。低于注意值但增长速度快也应怀疑异常。最终故障分析是介于气体含量绝对值的基础上，跟踪故障特征气体的增长速度来做出准确判断。
2.3产气速率
变压器发生故障，绝缘油的产气速率也会发生相应变化，绝对产气速率与相对产气速率是变压器内部产气速率的两个类型。分析变压器的故障，应从气体浓度与产气速率方面进行综合考虑同，仅依靠分析结果很难对故障的严重性做出准确判断。故障一般是从低能量的潜伏性开始，如不能及时采取防控措施，会逐渐演变为高能量故障。可总结为故障点的产气速率是判断故障的主要依据。它与故障消耗的能量、部位、故障点的温度等有直接关系。
2.4 故障判断
目前较成熟的故障判断是使用三比值法和CO2与CO比值法。
2.4.1三比值法 推荐三比值法为判断变压器故障类型的主要方法。在特征气体超出注意值后使用。三比值编码规则见表三：
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不同的编码对应有不同的故障类型。可见DL/T722变压器油中溶解气体分析和判断导则。
2.4.2 CO2与CO比值法
变压器故障会影响到固体绝缘，引起CO2、CO增长。多少年来，国内外专家做了大量实验，总结数据证明：CO2/CO>7时，怀疑固体绝缘材料老化；CO2/CO<3时，怀疑故障涉及到固体绝缘。
总结：油中溶解气体色谱分析法对评估充油设备运行状况，发现隐患、分析隐患与异常发生的原因，判断故障类型，诊断故障发生、发展的趋势。从而为变压器等充油设备运行维护提供可靠的技术支撑。
参考文献
[1] 孟玉婵等.油中溶解气体分析及变压器故障诊断[J].中国电力出版，2012.
[2] 中华人民共和国电力行业标准DL/T722.2014.