變壓器油色譜試驗故障分析及對策探討

韓國望

摘 要：本文以變壓器設備油色譜試驗為研究對象，對其中的典型性系統故障進行分析，通過具體案例的引導說明，確定此類試驗故障的處理效果。在簡要介紹變壓器油色譜監測設備工作原理的基礎上，參照具體實驗方法，形成系統的理論基礎。然后，在具體項目案例的剖析中，引導出具體應用案例的實用性條件，并為同類型案例的分析，提供典型性策略。

關鍵詞：變壓器;油色譜實驗;故障分析

中圖分類號：TM407 文獻標識碼：A 文章編號：1671-2064（2019）22-0178-02

0 引言

電力行業領域中，技術手段的快速發展，使變壓器油色譜在線檢測系統得到了廣泛的應用。尤其在實踐領域，這一技術手段的應用，可以在很大程度上，優化設備診斷速率水平，并在故障診斷中，也能在設備故障風險預防工作中發揮積極作用。而對其自身系統穩定性的優化管理，也需要得到相應的關注，并在基本技術原理的前提下，提高整體技術體系的管理效果，完成檢測系統故障分析。

1 變壓器油色譜工作原理

變壓器油的色譜試驗監測系統，在不影響變壓器設備正常使用條件的前提下，對其運行過程中采取連續性、自動型的監測指令。尤其在變壓器油的色譜分析中，可以通過對多個單分組條件，或是多分組氣體的綜合化檢測，完成自身的技術應用目標。當前技術條件下，對于多分組氣體的綜合性分析，是十分常見的技術手段，需要在其應用原理上形成指導，以此提高色譜分析的有效性。

多分組氣體在線檢測中，需要保證實驗室油色譜分析特征的一致性。通過這種一致性條件的調整與控制在氫氣、甲烷、乙烷、乙烯、乙炔、一氧化碳、二氧化碳等多種氣體的綜合化分組，形成具體的監測技術體系。變壓器油色譜在檢測系統中，由于現場檢測單元、主站單元以及監控軟件等結構組成。在進行監測分析的過程中，監測單元代表了色譜數據采集器、油樣采集單元、油氣分離單元、氣體檢測單元、數據單元等多個組成部分，并在現場控制單元、通信單元、分析單元結構中，通過智能化的現代技術，形成了立體化的應用條件。

變壓器油色譜監測系統的在運行過程中，可以通過真空差壓的方式，完成變壓器油的吸入與采集，并在油泵循環系統的設置中完成抽樣循環。油氣分離單元快速分離的過程中，可以將其中的快速溶解氣體直接抽離至氣室環境內。通過內置的微型氣體采樣泵，將分離而出的氣體，直接投入到流通閥定量管中，并完成管內的自動進樣處理。尤其在載氣動力的影響下，可以快速實現氧氣的色柱分離，并將分離出的氣體引導進檢測器設備中。在數據分析單元的檢測與分析中，通過轉換與采集，可以有效地處理單元采集到的數據，并完成存儲、計算、乃至分析，在進行數據上傳與故障定位中，實現自身的功能價值[1]。

2 試驗方法介紹

2.1 試驗材料與設備

通過系列化的實驗分析，是確定具體變壓器油使用中的故障問題，并提高整體技術應用中的可靠性。試驗分析中，對于實驗材料的準備，是保證整體試驗準確性的基礎條件，也是落實具體試驗步驟的重要工具。

準備工作中，應備至氣相色譜儀設備，然后，準備恒溫定時振蕩器、玻璃注射器、不銹鋼注射針頭、雙頭針頭、注射橡膠封帽等設備。然后，在基本材料上，還需要準備氮氣、氫氣、壓縮空氣、混合氣等多種氣體材料，以配合試驗的客觀需要。另外，在其他工具的準備上，要通過小膠頭器皿、真空密封樹脂、50ml燒杯、500ml燒杯、溫度計、濕度計、壓力表、紙巾等輔助性的試驗設備，為整體試驗順利展開提供基礎性的輔助條件。

2.2 試驗分析方法

試驗分析之前，需要做好相應的準備工作。在工具與材料準備妥當之后，要對其擺放條件進行調整，在符合技術操作人員使用習慣的基礎上，按照試驗推進順序進行擺放。同時，對于試驗中需要使用到的設備儀器，要檢驗其電力、連接、接地、氣體連通等線路的合理性與通常狀態。尤其是其中的氣路管道結構，務必要進行系統的檢查，確保沒有漏氣條件，才能展開后續的實驗操作。而在具體的溶解氣體操作中，又可按照如下步驟完成試驗操作。

其一，準備貯氣玻璃注射器。在5ml注射器的使用上，應先抽取少量的試驗用油對注射器內壁進行清洗，在吸入0.5ml試油之后，將其孔口進行密封處理，并在雙頭針頭的設置上，保證針頭的朝上狀態。此時，將注射器內部的空氣與試驗用油慢慢排出，直至確保內部不再參與試驗用油為止，完成注射器的清洗。其二，對于試驗用油的體積調節，需使用規格為100ml的玻璃注射器，并將其中的油樣緩慢推出，直到40ml之后，進行密封處理。注意，在排油操作的過程中，要保證內部的充滿狀態，即便是橡膠封閉帽，也要處于封閉狀態，避免氣體混入注射器中。其三，加氣平衡處理，在這一階段的技術處理中，應使用清洗后的10ml注射器設備，分三次完成5ml氮氣注射。其四，完成注射處理之后，需要將處理后的40ml注射器放置到恒溫定時振蕩器內，通過在50℃環境下的20min振蕩后，再于恒溫環境中，靜置10min，以此完成前期操作。其五，將經過處理的注射器，通過雙針頭轉移到第一個5ml的注射器設備中。然后，通過在注射室內2min的恒溫處理，完成具體的色譜分析。

經過這一系列的試驗操作后，需要應用外標定量法完成數據分析。方法上，將1ml玻璃注射器作為基本工具，在抽取1ml混合氣體后，于一起的運行工況中，完成與標準型平均值的比較分析。然后，再將樣品放置在1ml的玻璃注射器中，完成抽樣分析，以此完成整個變壓器油的色譜實驗[2]。

3 典型設備故障分析與應用對策

3.1 故障前運行狀態

對于典型性設備故障的分析，需要借助具體變電站的應用案例作為引導，以此在更加具體的數據信息資料上，保證整體數據信息的指導作用。本文所引用的案例，變電站位于我國北方地區，其變電站的電壓等級為500千伏，承擔所在區域的大部分供電。在變電站的實際運行系統中，有6臺500千伏的主變壓器設備，其中，單項容量狀態為250000千伏安。在實際應用條件上，這六臺設備，分別安裝了變壓器油色譜在線檢測系統，完成安裝后，設備處于穩定運行狀態下。該電力公司的運行中心，在進行油色譜在線檢測數據分析的常規性工作中發現在2號、3號這兩臺500千伏變壓器設備中，分別在主變B相與主變A、C相中，發生了明顯的數據異常，并導致整體機組群在運行過程中，出現特征氣體含量下降的現象。此時，對發生數據異常的兩套機組進行設備檢查，發現其主變設備仍然處于穩定的運行狀態，且在電網運行行為上，也未出現不正常狀況，甚至在2號與3號主變相的油色檢測數據上，也處于正常狀態。在確定設備并為發生故障之后，可以基本確定變壓器油色譜的檢測系統，在運行與計算的過程中，出現故障問題，并導致最終的數據信息發生了異常波動[3]。

3.2 變壓器油色譜故障分析

3.2.1 后臺檢查

對于變壓器油色譜故障問題的分析，應首先對其系統后臺結構作出判斷，并在排除油色譜在線監測系統故障的故障可能性的基礎上，展開具體的設備檢查。方法上，由于數據信息系統的變化十分迅速，在表現效果上，出現了突然性的明顯變化，并在數據條件上，呈現出了數據降低的實際狀態。對此，針對案例項目的設備條件提出假設，分析可能在變壓器油樣采集過程中，無法有效執行正常的定量油樣采集工作，并由此引發了油中氣體含量的明顯降低。對此，展開了系列的檢查分析，然而，在案例項目中，并未發現油泵的不正常工作狀態，油樣的循環也處于穩定狀態。由此，可以基本排除抽樣采集單元可能存在的故障問題。同時，正是由于這一系統的正常運行狀態，也從反面證明了后臺的穩定運行狀態，需要對其它故障影響因素進行分析。

3.2.2 設備檢查

確定后臺系統沒夠故障問題后，要對其設備進行檢查，并在確定載氣氣壓、氣瓶高側壓力、氣瓶低側壓力等數值正常狀態的前提下，保證整體設備的穩定性狀態。而在案例項目的分析中，以上的幾組數據全部處于正常狀態，甚至減壓閥的位置，也處于正常的取值區間之內，基本可以排除了由于載氣條件不充足，而引發的油色譜在線檢測故障問題。

3.2.3 數據分析

由于事件中，數據信息的變化狀態是突然的，且帶有明顯的大幅度狀態，導致大部分特征氣體的數據信息接近于零。因此，在進行技術分析的過程中，可以借助以上的特征，對整體技術系統作出綜合性的判斷。假設，尤其分離的設備單元并未發生變化、故障的原因，極可能是內置微型氣體采集設備出現損壞，無法有效地將氣體引入到具體的檢測環境中，甚至導致大部分氣體沒有進入到色譜分離柱，因此無法在檢測中，確定具體數據信息[4]。

在對這一問題作出簡要的分析之后，技術人員對油色譜在線監測系統作出了立體化的評估。首先，將檢驗工作的目標，定位在了油氣分離單元中，此階段并未發現設備中的故障問題。然后，拆除微型采樣泵進行檢驗分析，并使用試驗分析方法，對采樣泵的漏氣損壞條件進行分析。在檢驗中發現，這一微型泵結構，存在漏氣損壞的問題，并導致檢測工作的樣本大量丟失，引發了數據的異常波動。

3.2.4 問題歸因

案例項目中，這一微型泵結構，為德國公司進口產品，其型號為PML4954-NF30。在設備的實際應用中，通過在偏心曲軸上的彈性膜片，可以在電機結構的帶動下，完成上下往復的操作，并借此實現介質的抽取與排出。通過對這一設備的總結分析發現，之所以產生故障，是由于泵零件的隔膜發生損毀，導致油氣分離單元中的溶解氣體出現泄漏問題。同時，在這一型號設備中，由于其內螺紋管路連接狀態，在塑料材質的使用中，可能出現氣體輸送不足的狀態，并在出現變化之后，造成氣體泄漏問題，影響具體分析數據的準確度狀態。

3.2.5 經驗總結

通過對案例項目的檢修與分析，定位了具體設備的故障問題，也有效地對整體設備應用系統作出了立體化的判斷。但在實際操作中，之所以會產生此類問題，除了設備零件自身的問題，也與實際生產環境有一定的關聯性。變電站由于處于我國北方地區，冬季氣溫相對較低，且帶有明顯的溫度差異變化，在炎熱與寒冷交替變化的過程中，會使微型氣泵的細小結構受到影響，進而對其設備的精度狀態結構穩定性造成影響。在這一條件下，勢必會縮短設備的使用壽命。為了有效地消除這一隱患條件，需要在變壓器使用過程中，注意冬季環境下的溫度控制，通過相應的管理工作，提升整體設備的可用性條件，以此保證變壓器油色譜系統在功能上的正常發揮。

4 結語

綜上，現代化技術條件下，通過變壓器油色譜分析，可以有效地定位變壓器設備的使用狀態，并在優化整體設備運行穩定性的基礎上發揮積極作用。雖然在實際系統的分析中容易出現故障，但在具體檢驗與優化的處理下，可以有效地補充故障狀態下數據信息的錯誤狀態，并為整體變壓器管理，提供多樣化的數據驗證條件與檢查方法，為更好低保證技術操作，提供了基礎性的科技支撐。

參考文獻

[1] 雷戰斐，柴斌，武嘉薇，等.一起換流變壓器鐵芯泄漏電流異常分析及處理[J].寧夏電力，2019（02）：46-50.

[2] 黃偉宏.10kV配電變壓器故障分析與診斷技術研究[J].現代商貿工業，2019，40（10）：173-174.

[3] 宋海龍，雷戰斐.換流變壓器非故障時乙炔超標原因分析及改進[J].寧夏電力，2019（01）：51-56.

[4] 詹金特.220kV電力變壓器損壞原因分析及相應的對策[J].科技經濟導刊，2017（26）：43-44.