黄鑫
大唐武安发电有限公司 河北省邯郸市 056000
摘要：在整个电网的运行中，很多高压设备都需要充油才能运行，比如互感器、变压器以及电抗器等，当这些设备出现故障时，维修人员可以对其机油进行色谱分析来判断故障的类型或是出现故障的部位等，本文主要对变压器故障诊断中采用色谱分析和电气试验法的实际应用进行分析。
关键词：变压器故障 色谱分析 电气试验
引言：色谱分析主要是通过分析变压器中的气体和色相变化来判断故障的类型以及确定故障的部位，因此具有很高的灵敏度和准确性，而且不容易受到外界因素的干扰，所以其被广泛的应用于高压充油设备的检修中。电气试验则是对电气设备的绝缘性和机械性进行试验验证，二者的完美结合能够有效的提高电气设备诊断的准确率，为电气设备的稳定运行打下坚实的基础。
一丶变压器故障的综合判断方法
（一）油中色谱分析法
第一种为特征气体组合法。对于正常运行的变压器而言，由于油和绝缘材料的缓慢分解和氧化，会产生一些二氧化碳、一氧化碳和氢，并且还会产生很少的烃类，比如甲烷、乙烷、乙烯以及乙炔，但是其含量与产生故障时相比，却又少很多，这为识别故障下特殊气体提供了非常有利的条件。如果变压器的内部出现了故障，主要原因都是绝缘油和固体绝缘材料的热性故障和放电性故障，此时，与故障性质密切相关的特征气体含量就会明显的增加，当CO、C2H2气体组合特征正常时，属于裸金属过热故障；当CO＞300μL/L并且C2H2正常时，故障类型为金属过热并涉及固体绝缘；当C2H2＞5μL/L，H2含量高，故障类型为金属过热并且带有电弧放电。
第二种为三比值法。对故障气体的气体组合特征虽然能够对其产生的故障类型做出推断，但是介于二者之间的故障却难以分辨，所以还需要对其数量上的比例关系进行考察，这种方法被称为三比值法。对三比值法的编码规则为：当比值范围小于0.1时，K1（C2H2/C2H4）为0，K2（CH4/H2）为1，K3（C2H4/C2H6）为0；当比值范围大于或等于0.1并且小于1时，K1为1，K2为0，K3为0；当比值范围大于或者等于1但是小于3时，K1为1，K2为2，K3为1；当比值范围大于或等于3时，K1为2，K2为2，K3为2。其故障类型的辨别方法如下：
.png)
其中A1为绕组整体发热，A2为分接开关接触不良，A3为引线夹件螺丝松动或者接头焊接不良，A4为旋涡引起的铜过热，A5为铁心漏磁，A6为大型电力变压器低压绕组中并联导线间短路，A7为层间绝缘不良，A8为铁心多点接地，A9为高湿度、高含气量引起的油中低能量密度局部放电，A10为引线与紧固件之间连续火花放电，A11为分接抽头引线和油隙闪络，A12为油中火花放电，A13为绕组匝间、层间短路，A14为相间闪络，A15为分接头引线间油隙闪络，A16为引线对箱壳放电，A17为绕组熔断，A18为分接开关飞弧，A19为环流引起的电弧，A20为引线对其他接地体放电1。
（二）电气实验法
在一些电气设备中，经常会出现一些较大的损耗，因此必须对其进行检测。当变压器出现故障时，就会产生一些特殊气体，这些气体有些可以溶于油脂，从而导致产生内部故障，因此，可以对其进行电气试验，利用不同的方法来发现其故障所在，并采取相应的措施来避免设备出现损坏。
对变压器进行常规的电气试验能够高效的发现其内部存在的缺陷和潜在的故障。但是有些故障项目，比如交流耐压试验、局部放电试验、空载以及短路试验等会随着变压器电压等级和容量的提高，其难度和复杂性也开始快速增长，经过研究发现，结合变压器油中色谱的分析结果，来制定出合理的试验方案，可以有效的减少实验项目，从而提高事故的处理效率。将油中色谱分析发现的变压器内部可能存在的问题与各种电气试验方法检测出来的故障相结合，就能够很容易的制定出有效的试验方法，快速的确定故障位置。
.png)
二丶实际案例处理分析
永川KV盘龙变电站1号主变额定容量为6.3MVA，高压侧额定电压为36750V，额定电流为103.9A，低压侧额定电压为10500V，额定电流有346.4A。在2005年的油样色谱分析中出现异常，其总烃远远高于注意值，变压器内部出现了故障，但是氢气和乙炔含量却正常，证明并没有出现电弧放电的情况，基于此，可以推断出变压器内部的裸金属温度过高，其三比值法的编码为“0.2.2”，由此可以推断变压器内部的裸金属温度已经高于700摄氏度。但是导致裸金属温度升高的原因有很多，如果不对其进行进一步的确定，盲目采取措施，不仅无法发现故障所在，还会浪费人力物力，因此，可以对其进行常规电气实验，准确的找出其故障所在。通过电气试验方法以及故障类型判断，可以分析出导致变压器内部裸金属温度升高的原因，只需要做一个直流电阻试验、铁心绝缘以及运行中接地电流测试、空载试验和短路试验就能够确定故障的位置，省略了交流耐压、局放试验等多项试验项目，提高了工作效率。最终测量表明，该变压器的铁心对地绝缘电阻为2500MΩ，可以排除铁心多点接地故障。
根据我国电力设备状态评估试验规程中规定，1.6MVA以上的变压器，没有中性点引出时，绕组间电阻值差别大于平均值的0.01时，需要注意。经测量1档位置绕组间的电阻值差为5.23%，已经远远超过了警戒值。1档位置A相与B、C相线间绕组直阻AB、AC值相对较高，所以故障必定在变压器高压侧的A相。并且2档---5档位置绕组直阻的差值在允许的范围内，所以故障出现在A相分接开关的1档位置上，由于分接开关的接触问题导致的直流电阻增大，变压器负荷增加，分接开关高温过热，导致了变压器油中色谱出现了异常，对变压器进行现场吊芯验证了试验结果。在变压器吊芯后，更换分接开关，测得1档位置高压侧绕组直阻分别为1071MΩ、1072MΩ和1073MΩ，相差了0.19%，其他各个档位的测试结果没有发生变化，绕组所有分接的电压都小于0.2%，35KV侧绕组介损为0.39%，10KV侧为0.42%，都小于注意值，泄露电流测试、耐压试验、空载以及短路实验都符合标准，对修理后的变压器进行了三次跟踪监测，色谱分析结果都显示正常。
结束语：由上文分析可知，色谱分析和电气试验的有效结合对于诊断变压器的故障具有显著的作用。盘龙一号的主变事故处理案例验证了本实验方法的高效性和准确性，电力技术人员应该充分利用电气试验和色谱分析法的优点，以提高对变压器诊断的精准性。
参考文献
[1]肖丹.变压器故障定位中电气试验法结合色谱分析的应用[J].城市建设理论研究（电子版）,2014,(35):5125-5125. DOI:10.3969/j.issn.2095-2104.2014.35.3383.