變壓器故障的診斷（組圖）

　　摘　要：變壓器是電力系統(tǒng)的重要設(shè)備之一，它的故障將對供電的可靠性和系統(tǒng)的正常運行產(chǎn)生嚴(yán)重影響。因此，開展變壓器故障早期診斷，對保證變壓器長期安全可靠運行，減少不必要的停用，防止異常情況的發(fā)展具有極為特殊的意義。

　　關(guān)鍵詞：變壓器；故障；診斷

　　0　前言
　　目前，國內(nèi)電力系統(tǒng)使用的大型變壓器多為油浸式變壓器，其內(nèi)部變壓器油和固體絕緣材料由于受電場、熱、濕度、氧等因素的影響，會逐漸老化、分解，產(chǎn)生少量的氫、低分子烴類氣體、一氧化碳和二氧化碳等氣體，且大部分溶解在油中。當(dāng)變壓器內(nèi)部存在潛伏性故障或故障加劇時，油中溶解氣體數(shù)量會相應(yīng)增加，最終造成瓦斯保護動作。顯然，故障氣體的組成、含量和產(chǎn)氣速率是診斷變壓器故障存在、發(fā)展以及故障性質(zhì)的重要依據(jù)，通過檢測變壓器油的色譜情況，對早期診斷變壓器的內(nèi)部故障、實現(xiàn)安全生產(chǎn)至關(guān)重要。本文介紹了變壓器油中溶解氣體分析使用的診斷方法。

　　1　變壓器故障診斷的優(yōu)點
　　油中溶解氣體分析，在故障診斷方法上不僅是一門學(xué)科，而且是一門藝術(shù)，正確的診斷離不開科學(xué)原理與實踐經(jīng)驗的結(jié)合，離不開不同學(xué)科知識的綜合以及不同專業(yè)（如：化學(xué)、電氣專業(yè)等）人員的配合。通過油中氣體分析，對早期診斷變壓器內(nèi)部故障和故障性質(zhì)（包括故障類型、故障嚴(yán)重程度及發(fā)展趨勢等），提出針對性防范措施，實現(xiàn)變壓器不停電檢測和早期故障診斷等安全生產(chǎn)要求都具有極為重要的指導(dǎo)意義。

　　2　變壓器產(chǎn)氣故障類型及其油中氣體特性
2．1　過熱故障
　　過熱故障產(chǎn)生的氣體主要是甲烷與乙烯，而乙烯是主導(dǎo)成分。若涉及固體絕緣材料，則會產(chǎn)生較多的CO、CO2。若無CO、CO2，就可能屬裸金屬局部過熱性故障。
2．2　放電故障
　�。�1）高能量放電故障，又稱電弧放電故障。這種故障產(chǎn)氣量大、氣體產(chǎn)生劇烈，運用測定油中溶解氣體的方法不易對其進行預(yù)診斷，往往是在出現(xiàn)故障（如：變壓器輕瓦斯發(fā)信）后，我們才可根據(jù)油中氣體、瓦斯成分的分析，對變壓器故障的性質(zhì)和嚴(yán)重程度進行診斷。高能量放電故障氣體主要是乙炔和氫，其次是乙烯和甲烷；若涉及固體絕緣，CO的含量也較高。
　　（2）低能量放電故障。一般是電火花放電，其故障氣體主要是乙烯和氫。由于其故障能量較小，總烴一般不會高。
　�。�3）局部放電故障。其產(chǎn)氣特征是氫組分最多（占氫烴總量的85％以上），其次是甲烷。局部放電的后果是絕緣老化，如任其發(fā)展，會引起絕緣損壞，甚至造成事故。
2．3　受潮故障氣體特征
　　其特征是存在大量的氫氣。若未及時處理，任其發(fā)展，勢必會引起放電性故障，甚至造成設(shè)備損壞。

　　3　變壓器故障診斷方法
3．1　有無故障的診斷
　�。�1）測定故障特征氣體含量（分析數(shù)據(jù)）并與油中溶解氣體含量的注意值進行比較。若氣體濃度達到注意值（總烴、氫注意值均為150ppm，乙炔的注意值為5ppm），就應(yīng)引起注意，加強跟蹤分析，查明原因。
　�。�2）雖然注意值在反映故障的概率上有一定的可參考性，但由于受到油中氣體含量、變壓器容量、運行方式、運行年限等相關(guān)因素的影響，僅僅根據(jù)注意值的分析結(jié)果還難以正確診斷變壓器故障的嚴(yán)重性，絕不能作為劃分設(shè)備有無故障的唯一標(biāo)準(zhǔn)。在此基礎(chǔ)上，還應(yīng)充分考慮產(chǎn)氣速率等方面的影響，對所診斷的變壓器和查對的特征氣體應(yīng)有所側(cè)重、有所區(qū)別。只有這樣，我們才可根據(jù)分析進一步確定變壓器有無故障，并對故障的性質(zhì)作出初步的估計。
　�。�3）產(chǎn)氣速率與故障能量大小、故障部位以及故障點溫度等情況直接相關(guān)。通過測定故障氣體產(chǎn)氣速率，便可對變壓器內(nèi)部狀況做進一步的診斷。
　�。�4）為弄清氣體產(chǎn)生的真正原因，避免非故障原因所帶來的誤判斷，在變壓器故障診斷時，我們還應(yīng)全面了解所診斷變壓器的結(jié)構(gòu)、制造、安裝和運行、檢修以及輔助設(shè)備等諸多方面的情況，結(jié)合色譜分析數(shù)據(jù)進行綜合分析，以便正確診斷變壓器有無故障。
3．2　用三比值法（五種特征氣體的三對比值）來診斷變壓器故障類型　　
　�。�1）三比值法的編碼規(guī)則和判斷方法詳見表1和表2。