论文部分内容阅读
【摘 要】在现代科学技术不断进步与发展的过程中，油中溶解气体分离技术能够有效地在检测变压器的故障，延长变压器的使用寿命，确保变压器运行的稳定与安全等方面起到良好的作用。通过对变压器油的色谱进行分析，可以预判它所潜在的故障与威胁。本文主要是对变压器油的色谱进行科学分析，并探讨它的实际应用情况。
【关键词】变压器油；色谱分析；应用；研究
目前，很多变压器的故障都是由于油流带电为引起的。在变压器运行的过程中，为了确保它的稳定与安全，必须充分地发挥变压器油冷却与绝缘以及降低材料含氧度的功效。只有保证了油的质量，才能将它的上述功效充分发挥出来。因此，这就需要对变压器油的色谱进行科学分析，并且再结合油中所存在的微量金属，来判断变压器的故障问题。
1、色谱分析的理论依据
对变压器油的色谱分析，已逐渐成为检测变压器潜在故障与威胁，保证它实际运行的稳定与安全的最重要的手段与方法之一。
众所周知：绝缘油是由H2、CO、CO2、烃类等成分组成的混合物。变压器在实际的运行过程中，其中有少量的烃类分子与一氧化碳、二氧化碳等气体，会随着绝缘油与绝缘材料的老化而逐步被分解出来。同时，当变压器内部发生故障时，其初期会分解出各种气体，溶解于变压器油中，当故障严重时，也可能聚集成游离气体。各种气体产生的条件不同，如局部放电，通过离子反应、断裂主要生成H2，通过积累重新化合成甲烷、乙烯、乙烷、乙炔等气体，上述的气体所产生的数量与速度会明显的增多与加快。一般说来，乙烯是在高于甲烷和乙烷的温度（大约5000c）下生成的，乙炔一般是在800—1200℃的温度下生成的，而且当温度降低时反应被迅速抑制，作为重新化合的产物而积累。因此，大量的乙炔是在电弧中产生的。在变压器油与空气起氧化反应时，伴随生成CO、CO2：，并且CO和CO2能长期积累，成为数量显著的气体。这时，分解出来的气体会形成气泡，从而不断地被变压器油所溶解。如果在此过程中，变压器突然发生故障，气泡的产生量又比它的被溶解量大，那么在变压器的气体继电器中就会产生一定量的气体。而气体积累到一定程度的时候，气体继电器就会随之出现故障。在发生故障的前期，鉴于温度还较低，其产生气体的数量与速度也不会那么多，那么快，这时，如果可以及时地对变压器油中的气体各要素进行有效分析，再结合油中含有的微量金属，就能够检查出影响变压器发生故障的潜在威胁。而我们所说的色谱分析，就是通过利用气相色谱仪，来分析各气体的组成、构造与含量等要素。
2、色谱分析的条件
在具体的操作中，分离的效果是否达到预期目标就取决于色谱的条件是否选择适宜。在传统的电力系统中，分离时，该电力系统专用气相色谱仪采用双柱并联分流系统，配有TCD和双FID及甲烷转化炉，进样实现油中溶解气体九组分（H2、O2、N2、CH4、C2H2、C2H4、C2H6、CO、CO2）的全分析。气相色谱仪中有单气路和双气路之分一般是指热导检测器，热导检测器正常工作的时候，需要一路气做比较气，常称作为参比气，另外一路气做样品，这样两路气同时有阀件独立提供，两路气体在调节和使用时互不干扰，是并联方式的气路，这就是双气路，但在工作中，由于成本，气路复杂性，样品的复杂性等等众多原因，在使用中，常常会将两路气体的流动串联成单路流动，只有一路阀件控制两路气。这样的作法，结果是损失了一些S值，但我们所测含量是百分含量或者是千分含量，这样对结果就没有影响了。所以我们也就选择了双气路。
3、色谱分析的方法
对变压器油色谱分析的主要方法有：①特征气体法，就是一一分析所有的气体的组成、结构、含量等要素，虽然看起来该方法的操作很复杂、繁琐，但是他能够提高变故器故障判断的准确性、可靠性以及有效性；②产气速率法，在对气体的各要素进行分析的时候，除了分析气体组成含量的绝对值之外，还要观察它们的发展趋势，即观察它们的产气速率，该方法能够有效地判断出突发性的故障，但是它的操作很繁琐，必须牢牢掌握气体的不断变化的情况；③比值法，顾名思义就是通过分析不同气体之间的比例关系，来进行色谱分析，该方法比较直观，但同时误差也会比较大。
4、色谱分析的应用情况
在变压器油的色谱分析中，通过结合油中所含量的微量金属，可以准确、合理地判断出故障的类型以及部位与程度。我们可以了解变压器在发生电弧放电、短路故障、线圈变形或铁芯受损等故障时油中气体成分的含量的变化以及故障类型的判断方法。其他试验方法不可能在变压器投运中（即不停电的情况下）进行，而色谱分析的试验对象为油样，取油样时无需停电，这是其他试验项目无法做到的。特别是有时由于生产的需要在故障现象不明显时，这时就需要在不停电的情况下利用色谱分析进行隐患分析，当色谱分析有潜在故障时，再停电结合其他试验做进一步的分析，以求将隐患消灭在萌芽状态。
色谱分析结果显示总烃、甲烷、乙炔、乙烯、氢气、乙烷、一氧化碳等所有气体含量都严重超标，立即向上级汇报将变压器停运。让变压器检修班的同事们立刻赶到现场对变压器做了检查，判断由于有载调压开关下部螺丝上孔渗油到主变本体内而引起的特征气体含量突然增高，可能是变压器铁心有漏磁现象，而局部放电短路，或层间绝缘不良，铁心多点接地放电等原因产生的气体积累，在变压器带有大负荷时发热而释放出来的。在跟踪试验中发现的变压器内部缺陷，为了防止变压器内部缺陷进一步扩大而造成变压器损坏，给电力系统安全带来不利。经研究为了整个系统安全运行决定2010年11月12日更换了此变压器。
5、结语
色谱分析在判断运行中的变压器工况的重要作用，并且只要做好历史记录根据历史记录可以清晰准确地反映出变压器的状况是否良好，或是否存在隐患。为了能够让色谱分析在检测变压器故障中发挥应有的作用，我们必须要对它进行更深层次地分析与思考，在实践中不断总结经验，以此来促进自身的发展。
参考文献：
[1]徐康健.变压器油色谱分析中对试验准确度的一种自检方法[J].变压器，2009 （1）.
[2]陆德胜，李兴，郭超，浅析变压器油色谱分析的灵敏性[J].交压器，2007（1）.
[3]徐康健，浅析变压器油色谱分析中试验误差分析[J].电工技术，2011（11）.
【关键词】变压器油；色谱分析；应用；研究
目前，很多变压器的故障都是由于油流带电为引起的。在变压器运行的过程中，为了确保它的稳定与安全，必须充分地发挥变压器油冷却与绝缘以及降低材料含氧度的功效。只有保证了油的质量，才能将它的上述功效充分发挥出来。因此，这就需要对变压器油的色谱进行科学分析，并且再结合油中所存在的微量金属，来判断变压器的故障问题。
1、色谱分析的理论依据
对变压器油的色谱分析，已逐渐成为检测变压器潜在故障与威胁，保证它实际运行的稳定与安全的最重要的手段与方法之一。
众所周知：绝缘油是由H2、CO、CO2、烃类等成分组成的混合物。变压器在实际的运行过程中，其中有少量的烃类分子与一氧化碳、二氧化碳等气体，会随着绝缘油与绝缘材料的老化而逐步被分解出来。同时，当变压器内部发生故障时，其初期会分解出各种气体，溶解于变压器油中，当故障严重时，也可能聚集成游离气体。各种气体产生的条件不同，如局部放电，通过离子反应、断裂主要生成H2，通过积累重新化合成甲烷、乙烯、乙烷、乙炔等气体，上述的气体所产生的数量与速度会明显的增多与加快。一般说来，乙烯是在高于甲烷和乙烷的温度（大约5000c）下生成的，乙炔一般是在800—1200℃的温度下生成的，而且当温度降低时反应被迅速抑制，作为重新化合的产物而积累。因此，大量的乙炔是在电弧中产生的。在变压器油与空气起氧化反应时，伴随生成CO、CO2：，并且CO和CO2能长期积累，成为数量显著的气体。这时，分解出来的气体会形成气泡，从而不断地被变压器油所溶解。如果在此过程中，变压器突然发生故障，气泡的产生量又比它的被溶解量大，那么在变压器的气体继电器中就会产生一定量的气体。而气体积累到一定程度的时候，气体继电器就会随之出现故障。在发生故障的前期，鉴于温度还较低，其产生气体的数量与速度也不会那么多，那么快，这时，如果可以及时地对变压器油中的气体各要素进行有效分析，再结合油中含有的微量金属，就能够检查出影响变压器发生故障的潜在威胁。而我们所说的色谱分析，就是通过利用气相色谱仪，来分析各气体的组成、构造与含量等要素。
2、色谱分析的条件
在具体的操作中，分离的效果是否达到预期目标就取决于色谱的条件是否选择适宜。在传统的电力系统中，分离时，该电力系统专用气相色谱仪采用双柱并联分流系统，配有TCD和双FID及甲烷转化炉，进样实现油中溶解气体九组分（H2、O2、N2、CH4、C2H2、C2H4、C2H6、CO、CO2）的全分析。气相色谱仪中有单气路和双气路之分一般是指热导检测器，热导检测器正常工作的时候，需要一路气做比较气，常称作为参比气，另外一路气做样品，这样两路气同时有阀件独立提供，两路气体在调节和使用时互不干扰，是并联方式的气路，这就是双气路，但在工作中，由于成本，气路复杂性，样品的复杂性等等众多原因，在使用中，常常会将两路气体的流动串联成单路流动，只有一路阀件控制两路气。这样的作法，结果是损失了一些S值，但我们所测含量是百分含量或者是千分含量，这样对结果就没有影响了。所以我们也就选择了双气路。
3、色谱分析的方法
对变压器油色谱分析的主要方法有：①特征气体法，就是一一分析所有的气体的组成、结构、含量等要素，虽然看起来该方法的操作很复杂、繁琐，但是他能够提高变故器故障判断的准确性、可靠性以及有效性；②产气速率法，在对气体的各要素进行分析的时候，除了分析气体组成含量的绝对值之外，还要观察它们的发展趋势，即观察它们的产气速率，该方法能够有效地判断出突发性的故障，但是它的操作很繁琐，必须牢牢掌握气体的不断变化的情况；③比值法，顾名思义就是通过分析不同气体之间的比例关系，来进行色谱分析，该方法比较直观，但同时误差也会比较大。
4、色谱分析的应用情况
在变压器油的色谱分析中，通过结合油中所含量的微量金属，可以准确、合理地判断出故障的类型以及部位与程度。我们可以了解变压器在发生电弧放电、短路故障、线圈变形或铁芯受损等故障时油中气体成分的含量的变化以及故障类型的判断方法。其他试验方法不可能在变压器投运中（即不停电的情况下）进行，而色谱分析的试验对象为油样，取油样时无需停电，这是其他试验项目无法做到的。特别是有时由于生产的需要在故障现象不明显时，这时就需要在不停电的情况下利用色谱分析进行隐患分析，当色谱分析有潜在故障时，再停电结合其他试验做进一步的分析，以求将隐患消灭在萌芽状态。
色谱分析结果显示总烃、甲烷、乙炔、乙烯、氢气、乙烷、一氧化碳等所有气体含量都严重超标，立即向上级汇报将变压器停运。让变压器检修班的同事们立刻赶到现场对变压器做了检查，判断由于有载调压开关下部螺丝上孔渗油到主变本体内而引起的特征气体含量突然增高，可能是变压器铁心有漏磁现象，而局部放电短路，或层间绝缘不良，铁心多点接地放电等原因产生的气体积累，在变压器带有大负荷时发热而释放出来的。在跟踪试验中发现的变压器内部缺陷，为了防止变压器内部缺陷进一步扩大而造成变压器损坏，给电力系统安全带来不利。经研究为了整个系统安全运行决定2010年11月12日更换了此变压器。
5、结语
色谱分析在判断运行中的变压器工况的重要作用，并且只要做好历史记录根据历史记录可以清晰准确地反映出变压器的状况是否良好，或是否存在隐患。为了能够让色谱分析在检测变压器故障中发挥应有的作用，我们必须要对它进行更深层次地分析与思考，在实践中不断总结经验，以此来促进自身的发展。
参考文献：
[1]徐康健.变压器油色谱分析中对试验准确度的一种自检方法[J].变压器，2009 （1）.
[2]陆德胜，李兴，郭超，浅析变压器油色谱分析的灵敏性[J].交压器，2007（1）.
[3]徐康健，浅析变压器油色谱分析中试验误差分析[J].电工技术，2011（11）.