呂文杰，張帥南

（平頂山姚孟發(fā)電有限責(zé)任公司，河南 平頂山 467000）

由于科技的發(fā)展，人們對電的要求越來越高，那么變壓器作為電廠中確保電力系統(tǒng)穩(wěn)定運行的重要設(shè)備之一，對其檢查與維修及預(yù)知是非常重要的。但是在實際中變壓器的檢查與維修不僅工作量巨大還要求工作人員要擁有較高的專業(yè)能力。其中，油色譜出現(xiàn)異常是變壓器出現(xiàn)故障所表現(xiàn)出來的重要形式之一，所以針對電廠變壓器油色譜出現(xiàn)異常的問題，對問題進(jìn)行分析、處理才能夠有效地解決變壓器故障，進(jìn)一步保證電廠運行的穩(wěn)定性。

1 變壓器油色譜概念

變壓器油色譜是利用色譜分析測定變壓器油中溶解氣體的組分含量，是檢測電廠中變壓器是否出現(xiàn)故障、保證電力系統(tǒng)穩(wěn)定運行的重要方法。常用的儀器是油色譜分析儀，它的一次進(jìn)樣即可完成變壓器油中溶解的7 種氣體組分含量的全分析，其對乙炔的最小檢測濃度達(dá)0.1ppm。此外，油色譜分析儀能夠?qū)崿F(xiàn)計算機實時控制和數(shù)據(jù)處理，具有高精度、穩(wěn)定可靠的溫度控制系統(tǒng)，是電氣設(shè)備制造廠商在進(jìn)行產(chǎn)品出廠時使用的主要檢測手段之一。

2 電廠變壓器油色譜出現(xiàn)異常的原因

導(dǎo)致變壓器油色譜出現(xiàn)異常的原因有很多，其中包括設(shè)備生產(chǎn)工藝不合格，例如，螺絲出廠時未擰緊、鐵芯部件表面沒有去漆等；支撐桿長時間發(fā)生腐化造成局部過熱發(fā)生碳化；潛油泵故障；局部短路等情況。

變壓器的油色譜出現(xiàn)異常就意味著設(shè)備已經(jīng)出現(xiàn)了故障，設(shè)備發(fā)生故障肯定是先在其內(nèi)部進(jìn)行了一系列光、熱、聲的反應(yīng)，最后再傳至外界。在變壓器局部產(chǎn)生過熱、放電等情況時它內(nèi)部的絕緣體就會失去絕緣的作用，并且會裂解為各種氣體。這些氣體隨內(nèi)部損壞的嚴(yán)重程度而變化，因此變壓器故障的嚴(yán)重程度可以通過氣體的相關(guān)參數(shù)及發(fā)展趨勢來判定，進(jìn)而進(jìn)行搶修。

變壓器的故障大約分為兩種情況，一種是內(nèi)部故障，一種是固定絕緣體的失效。內(nèi)部故障是由于變壓器油受熱分解，產(chǎn)生的能量致使C-CC-H 鍵發(fā)生斷裂，因此產(chǎn)生烴類低分子和氫氣。固定絕緣體的失效就是變壓器的絕緣體受熱發(fā)生裂化反應(yīng)，產(chǎn)生CO2 與CO 等氣體。

3 電廠變壓器出現(xiàn)異常的情況

變壓器的正常運行能夠保證電力系統(tǒng)的穩(wěn)定，給用電的我們創(chuàng)建一個良好的用電環(huán)境，因此，電廠必須要定期對變壓器進(jìn)行維護(hù)、檢查與維修，只有這樣，才能夠確保變壓器安全、穩(wěn)定地發(fā)揮其作用。在定期的檢查中可以看到并及時發(fā)現(xiàn)變壓器存在的問題，對問題進(jìn)行分析，最后運用維修手段進(jìn)行修復(fù)。變壓器在出現(xiàn)異常時，一般情況下，油色譜都能直接表現(xiàn)出異常原因及故障部位，因此，電廠最好要對變壓器進(jìn)行編號設(shè)置，能夠幫助準(zhǔn)確、快速地找到異常變壓器，此外，在出現(xiàn)異常情況中也不乏有機械故障或人為因素導(dǎo)致變壓器油色譜異常。

在對變壓器進(jìn)行針對性檢查時能夠及時發(fā)現(xiàn)其內(nèi)部的電流循環(huán)故障，這種情況的發(fā)生主要是磁回路故障，然后對區(qū)域進(jìn)行停電處理，判斷油色譜問題出現(xiàn)的原因及部件。變壓器的檢修工作是一項任務(wù)量大、工序復(fù)雜、有一定危險性的工程，若在故障發(fā)生時采用解體、返廠的方法處理會浪費很多不必要的資金及工時，所以，針對變壓器的油色譜進(jìn)行分析就能夠節(jié)省許多人力、物力，特別需要注意的是，在對電廠變壓器進(jìn)行油色譜分析時，最好要在空載的狀態(tài)下進(jìn)行，這樣能夠使結(jié)果更準(zhǔn)確化，有利于下一步工作的開展。

4 電廠變壓器油色譜異常分析方法

油色譜異常是變壓器出現(xiàn)故障時的表現(xiàn)形式之一，它能夠及時地反應(yīng)出變壓器存在的安全隱患，能夠提醒人們及時進(jìn)行檢修。油色譜分析方法的原理主要是對比溶解氣體在分配系數(shù)上的差異，這種方法是油色譜檢驗最基本的方法，也叫作溶解氣體色譜分析法（DGA）,它能夠分析溶解氣體中的成分、含量、產(chǎn)生速率，這是現(xiàn)今電廠中主要的應(yīng)用方式。

油色譜分析法是通過采取變壓器中的小部分油來分析其中的溶解氣體含量、組成成分等，然后通過分析來判斷電壓器是否存在故障。這種方法是目前應(yīng)用最為廣泛的一種方法，其具有快速、準(zhǔn)確、安全、經(jīng)濟的特點，能夠精準(zhǔn)地發(fā)現(xiàn)故障所在的區(qū)域及形成的原因，能夠幫助工作人員節(jié)省大量的時間，為檢修工作提供了科學(xué)的、強有力的依據(jù)。

隨著科技的發(fā)展，人們陸續(xù)研制出了其他的診斷方法，例如，診斷系統(tǒng)與智能檢測，可以應(yīng)用故障氣體作為基礎(chǔ)進(jìn)行檢測。但是這些方法中油色譜在線檢測法被大量電廠應(yīng)用，它跟離線檢測相比，能夠?qū)崟r檢測，在發(fā)生故障時能及時地發(fā)現(xiàn)并做出應(yīng)急措施，自動進(jìn)入檢測階段尋找故障原因，尤其是對局部放電與發(fā)熱問題的排查。其次，油色譜在線檢測能夠避免電磁場對其的影響具有高效、精準(zhǔn)的優(yōu)勢。

5 電廠變壓器油色譜異常的具體處理方法

隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，人們越來越多地應(yīng)用電子信息技術(shù)，在電廠中對變壓器的檢修也不例外。目前，電廠中變壓器的檢修需要眾多現(xiàn)代技術(shù)的結(jié)合，提高電廠中變壓器油色譜異常的處理效果也是各個電廠注重的問題之一。結(jié)合現(xiàn)代技術(shù)，將檢修變成人工智能化也是電廠中變壓器檢修的發(fā)展方向之一，針對變壓器油色譜異常使用智能軟件進(jìn)行分析、處理，也極大地增加了變壓器故障檢修的效率。

若是變壓器油色譜出現(xiàn)異常，首先應(yīng)該檢查的就是潛油泵，潛油泵導(dǎo)致變壓器出現(xiàn)異常的可能性是非常大的，因為潛油泵的長期高溫或者升溫過快都會對接觸到的油產(chǎn)生很大的影響，進(jìn)而會發(fā)生油裂解。這時，運用超聲波檢測技術(shù)就能夠及時判別出故障的具體位置及原因，運用超聲波手段在某些方面能夠保證變壓器的穩(wěn)定運行。其實，潛油泵出現(xiàn)問題很常見的原因就是變壓器本體的金屬渣粒造成的，此外，一旦潛油泵出現(xiàn)問題就要及時更換，如果更換后還是不能使變壓器正常運行，就要對潛油泵做進(jìn)一步的分析與檢測了。

同時，變壓器的油色譜中出現(xiàn)的金屬元素含量不同也能夠確定變壓器故障的原因。一般情況下，發(fā)生這種不同都是由于變壓器內(nèi)部鐵芯的硅鋼片發(fā)生短路問題，針對這種情況，處理辦法就是直接返廠重新進(jìn)行吊芯。

6 診斷變壓器故障的方法創(chuàng)新

油色譜分析變壓器故障是多數(shù)電廠應(yīng)用的檢測方法，但是這種方法也會存在很多的缺陷，嚴(yán)重時也會出現(xiàn)誤判等情況。因此，應(yīng)該將油色譜分析與電氣試驗相結(jié)合，實現(xiàn)油色譜診斷故障檢測自動化且能夠?qū)崿F(xiàn)自動上報?，F(xiàn)在需要做的工作還是要在實際工作中不斷地總結(jié)經(jīng)驗，提高故障的識別能力，減少誤判發(fā)生的概率。此外，建議電廠中對變壓器的管理進(jìn)行不定期的現(xiàn)場巡視，指定專門的工作人員進(jìn)行檢測，盡量將突發(fā)事件發(fā)生概率降到最低。

7 案例分析

某發(fā)電廠9月在變壓器預(yù)防性實驗中發(fā)現(xiàn)了油色譜異常，其8 月的油色譜分析數(shù)據(jù)如圖1 所示。

從圖中不難看出，變壓器油里的H2CH4C2H4含量明顯增加。這種增加說明故障的情況正在向嚴(yán)重階段發(fā)展，H2與C2H2的增加表明了變壓器出現(xiàn)高溫過熱與放電的故障。這種故障產(chǎn)生的氣體中的成分主要是CH4與C2H4,說明線路接觸不良過致使某部位過熱，CO 與CO2的含量增加表明出現(xiàn)的故障可能是由于固體絕緣體的受熱分解，經(jīng)過上述分析就能夠判斷出現(xiàn)的問題是由于高溫過熱引起的，主要原因可能是接頭沒有焊接牢固，螺絲松動，線路接觸不良產(chǎn)生短路等。

圖1 色譜分析結(jié)果（ΜL/L）

依據(jù)上述分析，維修的工作人員可以有目的地進(jìn)行排查與維修，檢查結(jié)果是電站不合格。電站不合格就是變壓器低壓側(cè)區(qū)域中的套筒型導(dǎo)電桿與引線的銅接頭連接松動。解決辦法就是更換導(dǎo)電桿與螺栓，更換無誤后用直流電進(jìn)行檢測，確認(rèn)故障已經(jīng)解決。

8 結(jié)語

變壓器是保證電廠正常運行的重要設(shè)備之一，因此，變壓器的日常檢查與維護(hù)是至關(guān)重要的工作。但是在實際工作中，變壓器的檢修工作非常復(fù)雜、工作量大，具有一定的危險性，因此，要多應(yīng)用先進(jìn)技術(shù)。變壓器油色譜分析能夠準(zhǔn)確找出故障發(fā)生的原因及故障部件，將復(fù)雜的工作簡單化，極大地節(jié)省了人力、物力，提高了變壓器的檢修效率，保證了電廠的穩(wěn)定運行。