邢盛

摘 要：我國是電力大國，電網(wǎng)的安全穩(wěn)定對社會發(fā)展、企業(yè)生產(chǎn)、人民生活起著至關重要的作用。要保證電網(wǎng)的安全穩(wěn)定運行，就對電網(wǎng)設備的安全運行提出了更高的要求，變壓器作為電網(wǎng)中的承上啟下的重要組成部分，其安全性尤為重要。目前電網(wǎng)已經(jīng)進入“智能化、自動化”時代，就需要對運行設備提供24小時的安全保障。本文對變壓器的日常巡檢、故障診斷、故障處理進行探討，對運用色譜在線分析系統(tǒng)輔助變壓器的安全性、可靠性運行提出想法，為電力系統(tǒng)的安穩(wěn)長周期運行奠定了堅實的基礎。

關鍵詞：變壓器；變壓器故障；變壓器保護；電力變壓器油；在線色譜分析

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2018.09.134

1 變壓器的分類

電力變壓器按冷卻方式主要分為兩種，油浸式和干式。生產(chǎn)企業(yè)的配電線路中多采用油浸式變壓器，洛陽分公司電力系統(tǒng)中共有高低壓變壓器共252臺，其中油浸變壓器210臺，占變壓器總數(shù)的83%。

2 變壓器的安全運行

變壓器的長周期安全運行，對于配電線路的運行起著重要的意義，由于洛陽石化是連續(xù)生產(chǎn)型企業(yè)，電力供應的保障尤為重要。下面對電力變壓器的常見故障及保護方式進行介紹。

（1）變壓器的常見故障。1）響聲異常。響聲異常主要包括：變壓器聲音大且吵雜、水沸騰的聲音和放電的聲音等聲響，根據(jù)不同聲音可以初步推斷其故障位置，比如鐵芯故障、繞組故障和套管故障等。2）溫度異常。在變壓器的負荷、散熱條件及環(huán)境溫度未見異常升高的情況下，變壓器出現(xiàn)溫度異常可能是以下原因造成的：超負荷長時間運行、無法得到良好的散熱和鐵芯內(nèi)部發(fā)生短路或著渦流導致等。3）放電。放電故障主要有火花放電、局部放電和高能量放電三種?；鸹ǚ烹娛且驗樽儔浩饔椭写嬖陔s質(zhì)；局部放電情況就比較復雜；高能量放電經(jīng)常出現(xiàn)在繞組匝間的絕緣被層被擊穿時。4）短路。變壓器短路的情況比較常見，通常是由于變壓器負荷增大時伴隨的溫度升高，及絕緣材料老化產(chǎn)生的絕緣降低，導致變壓器內(nèi)部引線或繞組間的對地短路等。

（2）變壓器的保護方式。目前變壓器所采取的保護方式主要為瓦斯保護、速斷保護和過載保護等。1）瓦斯保護分為輕瓦斯保護和重瓦斯保護，輕瓦斯保護主要動作為信號，重瓦斯保護主要動作為斷路器跳閘。2）速斷保護的保護范圍有三種，即電流速斷、電壓速斷和差動速斷，這三種保護在變壓器負載的電壓、電流出現(xiàn)故障時提供必要的保護。3）過載保護是對變壓器上的某一項電流進行檢測，當電流達到或超過整定值時發(fā)生動作或信號，對變壓器予以保護。

變壓器產(chǎn)生的故障大都是由一個或多個小的隱患造成的，目前對于變壓器內(nèi)部的隱患判斷并不是很準確，內(nèi)部一旦產(chǎn)生故障，變壓器油會首先產(chǎn)生變化，此時變壓器的保護并不會產(chǎn)生動作或報警，而在線色譜分析系統(tǒng)可以有效的根據(jù)變壓器的變化，實時檢測并可以快速的對變壓器進行故障隱患判斷，有效的提高變壓器運行的可靠性。

3 在線色譜分析系統(tǒng)

變壓器油是從石油中分離的，主要包含礦物絕緣油和固體有機絕緣物質(zhì)。在變壓器的正常使用過程中，變壓器油主要起到散熱與絕緣的作用。變壓器油內(nèi)的絕緣物質(zhì)會逐漸變質(zhì)及老化，長時間運行后會出現(xiàn)絕緣降低，散熱性變差的問題，同時伴有甲烷、乙烷、乙炔、乙烯、氫氣、一氧化碳和二氧化碳等少量氣體排出。若變壓器內(nèi)部出現(xiàn)故障隱患，這些氣體的釋放量便會迅猛增長。色譜分析目前是通過實驗室的色譜分析儀來分析，在線色譜分析是通過對油中的溶解氣體進行分析和研究，并根據(jù)其中的成分和含量加以判斷故障問題及嚴重性。在線色譜分析系統(tǒng)通過數(shù)據(jù)采集、輸送、分析和控制裝置對變壓器進行實時檢測。

（1）氣體采集與傳輸。當變壓器內(nèi)部的某一點發(fā)生故障隱患時， 就會產(chǎn)生高濃度的混合油氣向外擴散，在油氣擴散區(qū)域設置油氣采集系統(tǒng)及脫離裝置，將油液脫去，將氣體送至氣體分析裝置。針對不同性質(zhì)的氣體產(chǎn)生的時間與容量，氣體采集系統(tǒng)將數(shù)據(jù)傳輸給分析裝置并予以檢測。在傳輸過程中，將采集氣體的濃度與時間轉換為4-20mA或0-20mA的電信號傳輸，信號的大小與氣體成分及濃度相對應。

采集模塊將電信號傳至分析裝置進行色譜分析。分析裝置主要由傳感器、檢測電路與色譜分析軟件組成，對工作環(huán)境有恒溫、恒壓等要求。溫度的精確控制可以保證氣體組分濃度測量的準確性。色譜軟件包含色譜峰檢測、峰面積的計算和時間測定等功能，并將分析檢測后的數(shù)據(jù)轉換為相關的電信號傳輸至控制模塊。

（2）控制模塊。使用標準氣樣來準確標定出高低濃度區(qū)間及圖譜后，設定程序?？刂颇K根據(jù)設定的控制程序來判斷是否需要動作及報警。比如，若出現(xiàn)放電故障時，變壓器油中就會含有氫氣，且占比高達90%；若在高溫故障時則會釋放甲烷和乙烯，在總烴類的含量所占比重高達80%；若出現(xiàn)局部的放電情況，主要釋放氣體是氫氣，次之是甲烷氣體，就通常而言，氫氣在氫與烴類的占比中高達90%，甲烷和烴類之比高達90%。因此，根據(jù)變壓器運行時所釋放的不同氣體特征，對故障類型進行具體判斷，就可以分析變壓器的故障點及嚴重程度，表1中列出了故障時氣體產(chǎn)生的成分及其故障判斷。

4 結語

在傳統(tǒng)模式下，變壓器的安全運行由其自身所配備的保護承擔，當其內(nèi)部發(fā)生隱患或故障時，須由工作人員對其檢查初步判斷，再根據(jù)需要采取進一步分析措施，并根據(jù)實驗室化驗分析結果來確定故障部位及故障原因。這樣的模式及時性差，不能快速診斷出其內(nèi)部故障。而在線色譜分析系統(tǒng)可以快速準確的分析故障，并能實現(xiàn)24小時檢測，在發(fā)生故障時及時報警，為變壓器的安全運行提供有效保障。

參考文獻：

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