220kV变电站主变压器油色谱异常探讨
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【摘 要】变压器油色谱分析作为大容量油浸式变压器的重要实验项目，作用是能够发现变压器内部可能存在的放电或者过热的现象，并且为进一步的分析提供依据。本文主要是通过阐述某变电站主变的色谱数值发生异常现象，并对其原因进行分析，介绍了变压器油色谱异常前后色谱的分析结果和进行检查和处理后的色谱实验值，对于实际的异常分析工作具有积极的作用。
【关键词】变电站主变压器；色谱异常；分析处理
根据变压器中气体溶解的判断和分析的导则可以得出，在运行当中的220kv变压器油中，有C2H2≤5.0μL/L，且H2≤150μL/L，总烃为（C1+C2）≤150μL/L。因此，当油中的气体组成大于上述值时就应当引起工作人员的注意，对于突发性异常情况的原因应加强分析，本文主要针对此项问题予以简单分析研究。
1 色谱数值的异常现象
某变电站1号主变的主要参数如下所示，额定容量为120MVA，额定电压是120kV/69kV/10.7kV，型号为SFPSZ7-120000/220，为1998年出厂的产品，原先在其他变电站运行，自2008年运送到某变电站开始运行，在此变电站运行的5年多的时间里，该主变一直表现正常。
2013年8月24日，在对某变电站的主变进行调整电压时，在没有各种保护、断路器没有动作的情况下，值班人员听到变压器内部有像流水样的声响。在第二天对变压器进行了相关的检查和实验，这其中包括有直流电阻实验和绝缘实验。结果直流电阻实验在进行了低、中、高压的全部测试后，没有出现异常，绝缘实验结果也为正常。从高压试验现有的检查项目来检测，变压器也为正常。最后，油化验中取油样进行色谱的分析。
8月25日两次取样的间隔时间大约为12h，两次检测所得数值的变化不大，由表1可以看出色谱分析的数据值已经超过了注意值的要求，据此我们可以判断变压器的内部有异常情况。
2 主变压器油色谱故障检查方法
考虑到问题的严重性，于8月24日对变电站进行停电分别对铁心绝缘、引线绝缘和绕组外观进行检查，对有载连接进行检查，对各套管进行CT检查，均未发现有异常。
2.1 三比值法
三比值法主要是用来判断电抗器和变压器等等充油电器故障性质的方法。它的操作原理是对五殊气体如C2H4、C2H2、H2、C2H6以及CH4进行气体含量的检验。三比值法的编码规则如下所示：
2.2 特征气体法
特征气体法对变压器油色谱异常的检查主要是依据变压器油中的烃和氢类气体的含量。首先若发现总烃超标，则有可能导致变压器的接触不良或者过热；其次，若发现总烃的月产气速度超过10%，则说明变电站的变压器存在故障；最后，若发现发热的部位涉及到纸绝缘，变压器油中的C含量增加，那么就说明没有出现有绕组内部的故障。在各种因高温故障所引起的类型中，若特征气体以不超过3%的微量C2H2，且主要为CH4和C2H4，那么就说明故障出现的原因主要是由于分接开关的接触不良或者弹簧疲劳引起的。
3 色谱数据异常的原因分析
由表1的数值可以看出，在调整电压前，变压器的色谱值处于正常状态，即CO2/CO7，但是由于该变压器已经运行了近20年，所以边缘有些老化，除了这个因素，说明变压器无异常情况。
但是在操作调整有载调压的开关后，油色谱开始出现异常，这说明油色谱出现异常与本次调整电压有关。通过观察我们可以发现，该变压器所使用的开关为M型的有载调压开关，这种型号的开关分为切换开关和选择开关两个部分，又由于选择开关在变压器的本体油当中，因此，在调压过程中也可能会出现选择开关的不正确。从高压试验的结果中可以得出，变压器的绕组并没有发生异常。
从油色谱实验的结果中分析，根据三比值法的结果来判断，可以得出编码为：202，可以证明油中有电弧放电的情况，所以故障类型为电弧放电。根据色谱的实验数据，我们还可以看出在特征气体中，没有生成大量的CO2和CO，这就说明没有固体绝缘材料的分解。导致放电的原因只有可能是由于动作操作的不正确以及载调压开关的渗漏致使的。
此外，我们还可以通过利用上述的实验数据对渗漏的情况进行分析。因为渗漏是一个较为缓慢的过程，由上图我们可以看出在7月7日及7月7日之前，实验数据中还没有发现有C2H2。如果用本次色谱异常的数据值进行分析，C2H2/H2=0.42，因此我们可以得出结论不应该是由有载开关的渗漏而造成的，可能是有载开关的某项动作和程序发生了改变，由此使得选择开关在动作的进行过程中发生了电弧放电，并因此可以判定是因为有载开关中的选择开关在操作时动作和顺序使用不正确导致的油中产生大量的C2H2，即在动作的进行过程中产生的电弧放电，大量的C2H2以及H2产生于弧道，这时，次要气体C2H4和CH4也可以发过来证明故障类型是由于油中电弧放电，因为在变压器中能够产生电弧放电的元件只能是有载开关。
对此，我们决定通过放油进入本体内来检查有关放电的情况，从入孔进入本体内我们可以发现在A相9b转换开关处可以看到有明显的电弧烧伤痕迹，烧组没有发现有异常情况。据当时的具体情况，在变压器不调整有载开关的情况下，也可以带电运行，对于油色谱的检测进行加强，得出的数据如下所示。
从表2中的数据和结果来看，各种气体成分都没有增长的趋势，比较稳定，说明此次对于变电占住变压器油色谱异常的判断是正确的。
4 结束语
对于变压器内部故障的性质的分析和判断，可以采用气相色谱分析法。这种分析方法具有较高的灵敏度，例如如果色谱实验的实验结果超标，工作人员就应该注意及时的对特征气体的量值大小进行全面的分析，同时也可以结合其他的运行情况以及专业的实验检查结果进行综合的分析，分清故障的类型，并对故障的部位做出正确的判断，发挥色谱分析在检修中应有的作用，这对于实际的220kV变电站主变压器油色谱异常分析具有一定的指导作用。
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作者简介：
余海芳（1976- ），女，本科，从事电力设备油化学试验研究及工作。