变压器油色谱试验故障分析及对策探讨

韩国望

摘 要：本文以变压器设备油色谱试验为研究对象，对其中的典型性系统故障进行分析，通过具体案例的引导说明，确定此类试验故障的处理效果。在简要介绍变压器油色谱监测设备工作原理的基础上，参照具体实验方法，形成系统的理论基础。然后，在具体项目案例的剖析中，引导出具体应用案例的实用性条件，并为同类型案例的分析，提供典型性策略。

关键词：变压器;油色谱实验;故障分析

中图分类号：TM407 文献标识码：A 文章编号：1671-2064（2019）22-0178-02

0 引言

电力行业领域中，技术手段的快速发展，使变压器油色谱在线检测系统得到了广泛的应用。尤其在实践领域，这一技术手段的应用，可以在很大程度上，优化设备诊断速率水平，并在故障诊断中，也能在设备故障风险预防工作中发挥积极作用。而对其自身系统稳定性的优化管理，也需要得到相应的关注，并在基本技术原理的前提下，提高整体技术体系的管理效果，完成检测系统故障分析。

1 变压器油色谱工作原理

变压器油的色谱试验监测系统，在不影响变压器设备正常使用条件的前提下，对其运行过程中采取连续性、自动型的监测指令。尤其在变压器油的色谱分析中，可以通过对多个单分组条件，或是多分组气体的综合化检测，完成自身的技术应用目标。当前技术条件下，对于多分组气体的综合性分析，是十分常见的技术手段，需要在其应用原理上形成指导，以此提高色谱分析的有效性。

多分组气体在线检测中，需要保证实验室油色谱分析特征的一致性。通过这种一致性条件的调整与控制在氢气、甲烷、乙烷、乙烯、乙炔、一氧化碳、二氧化碳等多种气体的综合化分组，形成具体的监测技术体系。变压器油色谱在检测系统中，由于现场检测单元、主站单元以及监控软件等结构组成。在进行监测分析的过程中，监测单元代表了色谱数据采集器、油样采集单元、油气分离单元、气体检测单元、数据单元等多个组成部分，并在现场控制单元、通信单元、分析单元结构中，通过智能化的现代技术，形成了立体化的应用条件。

变压器油色谱监测系统的在运行过程中，可以通过真空差压的方式，完成变压器油的吸入与采集，并在油泵循环系统的设置中完成抽样循环。油气分离单元快速分离的过程中，可以将其中的快速溶解气体直接抽离至气室环境内。通过内置的微型气体采样泵，将分离而出的气体，直接投入到流通阀定量管中，并完成管内的自动进样处理。尤其在载气动力的影响下，可以快速实现氧气的色柱分离，并将分离出的气体引导进检测器设备中。在数据分析单元的检测与分析中，通过转换与采集，可以有效地处理单元采集到的数据，并完成存储、计算、乃至分析，在进行数据上传与故障定位中，实现自身的功能价值[1]。

2 试验方法介绍

2.1 试验材料与设备

通过系列化的实验分析，是确定具体变压器油使用中的故障问题，并提高整体技术应用中的可靠性。试验分析中，对于实验材料的准备，是保证整体试验准确性的基础条件，也是落实具体试验步骤的重要工具。

准备工作中，应备至气相色谱仪设备，然后，准备恒温定时振荡器、玻璃注射器、不锈钢注射针头、双头针头、注射橡胶封帽等设备。然后，在基本材料上，还需要准备氮气、氢气、压缩空气、混合气等多种气体材料，以配合试验的客观需要。另外，在其他工具的准备上，要通过小胶头器皿、真空密封树脂、50ml烧杯、500ml烧杯、温度计、湿度计、压力表、纸巾等辅助性的试验设备，为整体试验顺利展开提供基础性的辅助条件。

2.2 试验分析方法

试验分析之前，需要做好相应的准备工作。在工具与材料准备妥当之后，要对其摆放条件进行调整，在符合技术操作人员使用习惯的基础上，按照试验推进顺序进行摆放。同时，对于试验中需要使用到的设备仪器，要检验其电力、连接、接地、气体连通等线路的合理性与通常状态。尤其是其中的气路管道结构，务必要进行系统的检查，确保没有漏气条件，才能展开后续的实验操作。而在具体的溶解气体操作中，又可按照如下步骤完成试验操作。

其一，准备贮气玻璃注射器。在5ml注射器的使用上，应先抽取少量的试验用油对注射器内壁进行清洗，在吸入0.5ml试油之后，将其孔口进行密封处理，并在双头针头的设置上，保证针头的朝上状态。此时，将注射器内部的空气与试验用油慢慢排出，直至确保内部不再参与试验用油为止，完成注射器的清洗。其二，对于试验用油的体积调节，需使用规格为100ml的玻璃注射器，并将其中的油样缓慢推出，直到40ml之后，进行密封处理。注意，在排油操作的过程中，要保证内部的充满状态，即便是橡胶封闭帽，也要处于封闭状态，避免气体混入注射器中。其三，加气平衡处理，在这一阶段的技术处理中，应使用清洗后的10ml注射器设备，分三次完成5ml氮气注射。其四，完成注射处理之后，需要将处理后的40ml注射器放置到恒温定时振荡器内，通过在50℃环境下的20min振荡后，再于恒温环境中，静置10min，以此完成前期操作。其五，将经过处理的注射器，通过双针头转移到第一个5ml的注射器设备中。然后，通过在注射室内2min的恒温处理，完成具体的色谱分析。

经过这一系列的试验操作后，需要应用外标定量法完成数据分析。方法上，将1ml玻璃注射器作为基本工具，在抽取1ml混合气体后，于一起的运行工况中，完成与标准型平均值的比较分析。然后，再将样品放置在1ml的玻璃注射器中，完成抽样分析，以此完成整个变压器油的色谱实验[2]。

3 典型设备故障分析与应用对策

3.1 故障前运行状态

对于典型性设备故障的分析，需要借助具体变电站的应用案例作为引导，以此在更加具体的数据信息资料上，保证整体数据信息的指导作用。本文所引用的案例，变电站位于我国北方地区，其变电站的电压等级为500千伏，承担所在区域的大部分供電。在变电站的实际运行系统中，有6台500千伏的主变压器设备，其中，单项容量状态为250000千伏安。在实际应用条件上，这六台设备，分别安装了变压器油色谱在线检测系统，完成安装后，设备处于稳定运行状态下。该电力公司的运行中心，在进行油色谱在线检测数据分析的常规性工作中发现在2号、3号这两台500千伏变压器设备中，分别在主变B相与主变A、C相中，发生了明显的数据异常，并导致整体机组群在运行过程中，出现特征气体含量下降的现象。此时，对发生数据异常的两套机组进行设备检查，发现其主变设备仍然处于稳定的运行状态，且在电网运行行为上，也未出现不正常状况，甚至在2号与3号主变相的油色检测数据上，也处于正常状态。在确定设备并为发生故障之后，可以基本确定变压器油色谱的检测系统，在运行与计算的过程中，出现故障问题，并导致最终的数据信息发生了异常波动[3]。

3.2 变压器油色谱故障分析

3.2.1 后台检查

对于变压器油色谱故障问题的分析，应首先对其系统后台结构作出判断，并在排除油色谱在线监测系统故障的故障可能性的基础上，展开具体的设备检查。方法上，由于数据信息系统的变化十分迅速，在表现效果上，出现了突然性的明显变化，并在数据条件上，呈现出了数据降低的实际状态。对此，针对案例项目的设备条件提出假设，分析可能在变压器油样采集过程中，无法有效执行正常的定量油样采集工作，并由此引发了油中气体含量的明显降低。对此，展开了系列的检查分析，然而，在案例项目中，并未发现油泵的不正常工作状态，油样的循环也处于稳定状态。由此，可以基本排除抽样采集单元可能存在的故障问题。同时，正是由于这一系统的正常运行状态，也从反面证明了后台的稳定运行状态，需要对其它故障影响因素进行分析。

3.2.2 设备检查

确定后台系统没够故障问题后，要对其设备进行检查，并在确定载气气压、气瓶高侧压力、气瓶低侧压力等数值正常状态的前提下，保证整体设备的稳定性状态。而在案例项目的分析中，以上的几组数据全部处于正常状态，甚至减压阀的位置，也处于正常的取值区间之内，基本可以排除了由于载气条件不充足，而引发的油色谱在线检测故障问题。

3.2.3 数据分析

由于事件中，数据信息的变化状态是突然的，且带有明显的大幅度状态，导致大部分特征气体的数据信息接近于零。因此，在进行技术分析的过程中，可以借助以上的特征，对整体技术系统作出综合性的判断。假设，尤其分离的设备单元并未发生变化、故障的原因，极可能是内置微型气体采集设备出现损坏，无法有效地将气体引入到具体的检测环境中，甚至导致大部分气体没有进入到色谱分离柱，因此无法在检测中，确定具体数据信息[4]。

在对这一问题作出简要的分析之后，技术人员对油色谱在线监测系统作出了立体化的评估。首先，将检验工作的目标，定位在了油气分离单元中，此阶段并未发现设备中的故障问题。然后，拆除微型采样泵进行检验分析，并使用试验分析方法，对采样泵的漏气损坏条件进行分析。在检验中发现，这一微型泵结构，存在漏气损坏的问题，并导致检测工作的样本大量丢失，引发了数据的异常波动。

3.2.4 问题归因

案例项目中，这一微型泵结构，为德国公司进口产品，其型号为PML4954-NF30。在设备的实际应用中，通过在偏心曲轴上的弹性膜片，可以在电机结构的带动下，完成上下往复的操作，并借此实现介质的抽取与排出。通过对这一设备的总结分析发现，之所以产生故障，是由于泵零件的隔膜发生损毁，导致油气分离单元中的溶解气体出现泄漏问题。同时，在这一型号设备中，由于其内螺纹管路连接状态，在塑料材质的使用中，可能出现气体输送不足的状态，并在出现变化之后，造成气体泄漏问题，影响具体分析数据的准确度状态。

3.2.5 经验总结

通过对案例项目的检修与分析，定位了具体设备的故障问题，也有效地对整体设备应用系统作出了立体化的判断。但在实际操作中，之所以会产生此类问题，除了设备零件自身的问题，也与实际生产环境有一定的关联性。变电站由于处于我国北方地区，冬季气温相对较低，且带有明显的温度差异变化，在炎热与寒冷交替变化的过程中，会使微型气泵的细小结构受到影响，进而对其设备的精度状态结构稳定性造成影响。在这一条件下，势必会缩短设备的使用寿命。为了有效地消除这一隐患条件，需要在变压器使用过程中，注意冬季环境下的温度控制，通过相应的管理工作，提升整体设备的可用性条件，以此保证变压器油色谱系统在功能上的正常发挥。

4 结语

综上，现代化技术条件下，通过变压器油色谱分析，可以有效地定位变压器设备的使用状态，并在优化整体设备运行稳定性的基础上发挥积极作用。虽然在实际系统的分析中容易出现故障，但在具体检验与优化的处理下，可以有效地补充故障状态下数据信息的错误状态，并为整体变压器管理，提供多样化的数据验证条件与检查方法，为更好低保证技术操作，提供了基础性的科技支撑。

参考文献

[1] 雷戰斐，柴斌，武嘉薇，等.一起换流变压器铁芯泄漏电流异常分析及处理[J].宁夏电力，2019（02）：46-50.

[2] 黄伟宏.10kV配电变压器故障分析与诊断技术研究[J].现代商贸工业，2019，40（10）：173-174.

[3] 宋海龙，雷战斐.换流变压器非故障时乙炔超标原因分析及改进[J].宁夏电力，2019（01）：51-56.

[4] 詹金特.220kV电力变压器损坏原因分析及相应的对策[J].科技经济导刊，2017（26）：43-44.