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摘要：针对变压器故障，采用绝缘油色谱试验来诊断，能够准确的判断隐藏故障，有着较强的应用效果。基于绝缘油色谱分析，从变压器异常情况分析，制定设备检修方案，进而避免发生重大安全事故。在实际应用的过程中，需要结合实际情况，进行问题分析，准确的判断气体含量与组分等，及时排除变压器故障。
关键词：绝缘油；色谱试验；变压器；运行故障
随着智能电网快速发展，使得变压器被广泛的应用，其作为核心部件，若发生运行故障，则会影响电力系统运行的安全性与可靠性。基于此，加强变压器故障检测研究，有着必要性。从故障检测实际效果来看，绝缘油色谱试验技术的应用，能够准确的分析故障，避免设备被损坏。
1.变压器故障类型
从电网运行故障来看，变压器故障主要包括过热故障、放电故障等，变压器发生运行故障后，会产生各类气体，放电故障发生后，主要产生甲烷与乙烯等气体，变压器过热故障可以通过分析CO与CO2，进行故障类型诊断。变压器故障主要特征气体为氢气，利用绝缘油色谱试验，能够准确的判断故障情况。
2.绝缘油色谱试验在变压器故障诊断中的意义
根据变压器绝缘油色谱分析的原理，可以深入了解变压器的工作状态，确保变压器处于正常工作状态，并保证变压器的良好运行。基于对变压器绝缘油色谱分析运行条件的了解，可以评估异常情况，提前发现可能的故障，并在故障影响和损失之前进行相应的处理和预防。在问题发生之前加以预防，减少故障的发生率，并减少由于故障引起的其他损失。
3绝缘油色谱试验诊断变压器故障
3.1油色谱分析原理
电力系统中设置的变压器，多数为油浸变压器，若设备存在隐藏故障，则油纸会出现烃类气体，若变压器故障，则绝缘油会产生局部放电，加之热作用，使得变压油被分解，形成不同气体，溶解于变压器油内。基于此，通过绝缘油含量变化情况，可以诊断出变压器故障，采用油色谱分析法，进行色谱分析，进而明确故障情况。
3.2常用的诊断方法
常用的诊断方法如下：1）特征气体法。变压器油主要为矿物绝缘油，主要是碳氢化合物，受到放电或者热作用，使得C-H键与C-C键断裂，形成氢气与烃类气体，因为释放的能量不同，所以产生不同类型的气体，乙烯通常在500℃条件下生产，乙炔通常在800-1200℃条件下生产。基于此，在进行故障诊断时，可以按照气体含量来诊断。2）三比值法。此方法的应用，主要是根据特征气体的比值，按照编码规则，进行故障类型分析，按照电力行标《DL/T722-2014》或者其它标准，作为诊断参考。此方法的应用，需要在确定变压器内部故障后利用，避免发生误判情况。3）特征气体产气速率法。此方法较为直接，能准确的判断变压器是否存在故障，利用总烃绝对产气速率与总烃相对产气速率方法，进行故障发展趋势分析预测。
3.3绝缘油内气体浓度
在进行变压器故障判断时，可以根据绝缘油内气体浓度值，进行故障分析，按照气体浓度标准，结合历史检测数据，来对比分析，进行主变压器故障诊断，要做好追踪分析，谨慎判断，避免发生误判，尤其是绝缘结构局部放电故障。
3.4注意事项
利用绝缘油色谱分析法，进行变压器故障分析时，需要进行气体分析，通过对比指标，来发现故障。若某项指标超出标准，则需要加以注意，结合以往数据与长期观察，进行故障诊断。若绝缘油中含有烃类和氢的气体，数值变化处于合理范围内，气体成分相对稳定，则可以认为变压器不存在运行故障。对于标准值，则需要结合变压器运行状态，进行综合判断，若没有电路问题或者绝缘问题，可以缓停运检查。除此之外，需要注意CO与CO2的比值和含量，由于受到各类因素的影响，比如温度与运行负荷等，难以制定标准值，所以当开放式变压器中CO的含量＜300μL/L，CO和CO2的比值在7左右，则为正常运行。
4.变压器故障分析与处理
110kV某主变型号是SF10—50000/110,2000年出厂,2011年4月投入系统运行。2017年变压器本体油总烃总烃为345μl/L，判断变压器内部应该存在过热源，需对该变压器进行检查处理。
4.1试验数据分析
该主变自安装以来进行了6次绝缘电阻、直流电阻、介质损耗、绕组频响特性测试等高压方面的试验，试验结果均无异常。
从长期的油色谱结果分析来看，该主变自投产以来总烃一直在持续缓慢增长，对其进行跟踪试验后发现2017年6月至12月总烃产气速率迅速增大至10.40ml/d，已超过绝对产气速率注意值。该主变投运至今的油色谱数据分析如下：
总烃在持续缓慢增长，从投产时接近注意值到现在远超过注意值。《规程》规定，总烃超过150ppm时就应当引起注意，而该变压器投运时就达到122ppm，随着运行时间的加长，总烃的含量在逐渐增加，运行至2017年12月时就达到345ppm。变压器的内故缺陷处于发展阶段，气体的产生比较缓慢，由此可判断其内部发热缺陷一直存在。
总烃出现突然增长，产气速率增加。2017年总烃增速突然变快，总烃达345ppm，2017年6月至2017年12月总烃产气速率迅速增大至10.40ml/d，已超过绝对产气速率注意值。产生气体的速度的增大，说明缺陷进一步发展，并有恶化的趋势。
CO和CO2的绝对量和增长率都比较高，其CO和CO2的变化曲线跟正常变压器的变化曲线有明显的差别，可能存在固体绝缘过热故障。CO和CO2的含量投产时为455ppm和1635ppm，到2007年12月时为1683ppm和7244ppm，绝对量很高。而CO和CO2在2007年的增长率特别的高。绝缘纸等固体绝缘材料分解产生的主要气体是CO和CO2，所以CO和CO2作为油纸绝缘系统中固体材料分解的特征气体。它们是绝缘正常老化的产物，也是故障的特征气体，两者之间的区别式绝缘老化的速度不同，即产气率变化规律不同。而该变压器的CO和CO2的绝对值和增长率均比较高，因此可能是变压器内部局部过热而使其固体绝缘绝缘老化。
根据三比值法，故障类别为0，2，2，怀疑变压器内部有高温过热性缺陷，过热点温度可能高于700℃。根据五种特征气体的三个对比值，判断出变压器内部可能由于磁通集中引起的铁心局部过热，或者由于涡流引起的铜过热，以及铁芯和外壳的环流，产生高于700℃的高温热故障。
随着负荷的增加，过热故障更为明显。从下表可见，2018年2月5日的负荷为2.7万千瓦，2017年12月25日负荷为3.8万千瓦，变压器的各种气体含量均有明显的差异，负荷重时特征气体含量明显偏高。
为进一步确认和排除设备缺陷，防止设备事故的发生，我们对该变压器实施吊罩检查，同时为确保设备的安全稳定运行和对其后续相关跟踪，建议对其变压器油进行脱气处理。
4.2检查及处理、
2018年12月对该变压器进行了吊罩检查：发现变压器内部夹件存在多点接地，该台变压器内部过热的原因是变压器在制造过程中或运输途中震动，变压器内部夹件多点接地，运行中中夹件内部存在环流发热，引起变压器油总烃数值超标。这台变压器的铁芯及夹件的接地方式是在变压器内部接地，没有外引至变压器箱体，因此运行中监测不到铁芯接地电流，需要吊罩才能准确发现缺陷的原因。现场将该变压器铁芯及夹件接地引下线外引至变压器箱体外，并在接地引下线上串接主变铁芯多点接地故障监视器降低夹件回路电流。该台变压器至今在电网正常运行，各项试验数据正常。
4.3结论
110kV变压器投运4天、30天需要做变压器油色谱试验，当发现数据异常时要积极进行分析，防止缺陷设备进入电网运行。为了今后的监测方便，要求变压器制造时将铁芯、夹件接地引下线分别引至变压器箱体外，以便对变压器状态进行准确监测。
5.结束语
利用绝缘油色谱分析法，进行变压器故障判断时，需要严格按照相关标准，采取相应的方法，结合以往的故障检修经验，合理的判断，避免发生误判，增加故障检修成本，确保故障检测的准确性。
参考文献
[1]陈晓晖,夏琼.利用油色谱分析判断变压器故障及处理思路构建[J].中国高新技术企业,2014（36）:76-77.
[2]唐崇年,靳晓飞,付文光,辛彩芬.110kV变压器匝间短路故障分析及防范措施[J].内蒙古电力技术,2013（03）:114-116.
[3]薛明,程希,齐征,李康.变压器绝缘油色谱超标典型缺陷分析[J].河北电力技术,2016（S1）:36-38.