浅析变压器油色谱与电气试验相结合综合诊断过热故障

刘佳佳，李春雨

（国网吉林省电力有限公司长春供电公司，吉林 长春 130041）

社会的进步发展加大了对电力资源的消耗，如何提升电力资源利用率是电力企业相关人员需要思考和解决的问题。变压器是电力企业供电系统的重要设施，对电力企业供电系统的运行安全有着十分重要的影响。从当前变压器的运行情况来看，受内外多个因素的影响，变压器存在比较严重和复杂的过热故障。为了能够解决变压器过热故障问题，需要相关人员积极学习，全面分析变压器过热故障的机理，并采取变压器油色谱与电气试验，充分检测、判定和分析变压器过热故障，采取积极的手段将变压器过热故障危害控制在一定范围内，从而为我国电力事业的稳定发展提供重要支持。

1 变压器过热故障

变压器过热故障是指变压器的局部过热，这种变压器的局部过热和变压器平时的运行会呈现出比较大的差异，在使用三比值进行故障判定的时候可以发现，变压器过热故障过热分为三个情况，分别是高温过热、中温过热、低温过热。三者的温度界定分别为＞700℃、300℃～700℃、＜300℃。

变压器在处于正常状态下的时候温度如果升高，导致升高的源头在于变压器内部故障，变压器的内部故障会使其内部温度超过规定的数值，进而使得变压器油分解出故障气体。变压器过热故障一般分为两个情况，一种是存在导电回路中，比如常见的分接开关接触性过热故障、绕组连接部位故障；另外一种是磁回路过热故障，常见的表现形式为铁芯多点接地、铁芯之间的绝缘出现短路。

2 变压器油色谱与电气试验

变压器油在本质上是一种性能良好的介质，变压器油在变压器中的应用作用体现在冷却和绝缘两个方面。在变压器内部出现过热故障的时候，变压器油会产生故障气体，故障气体的组分包含甲烷、乙烷、乙烯等，这些气体能够和油融合在一起，一部分会升华到油的表面，进入到气体继电器中，在变压器过热故障严重的情况下就会产生C2H2气体。以上分析结果都是依赖变压器油色谱分析得到的。

变压器油色谱与电气试验在变压器过热故障检测诊断中的应用是通过油色谱发现故障，在此基础上使用电气试验来对变压器过热故障进行深入的分析。

分析变压器过热故障的电气试验包含检测变压器绕组直流电阻、变压器绝缘性能测试、变压器空载电流和空载损耗分析等。

变压器油色谱与电气试验在变压器过热故障检测诊断中应用的时候，可以通过观察每相高压、低压绕组直流电阻来确定变压器开关接触点、绕组本身故障源。不仅如此，通过开展变压器油色谱与电气试验还能够判定变压器的绝缘介质、绕组绝缘水平，从而为变压器过热故障的深入分析提供重要参考支持。

3 变压器油色谱与电气试验在变压器过热故障诊断中的应用

3.1 变压器过热故障的检验检测方法

3.1.1 检测变压器绕组的直流电阻

在变压器运作的时候要注重使用电桥来测量每相高低压绕组的直流电阻，在测量的过程中注重观察各个组间的数值是否保持在平衡的状态、阻值信息是否和制造厂的出厂数据相符合。如果没有办法测相电阻，可以借助测线电阻，从绕组直流电阻来判断绕组信息是否完整、是否出现短路、分接开关的电阻是否正常。

3.1.2 变压器绝缘特性的检验

在变压器故障检测分析的过程中会开展绝缘电阻、极化指数、介损、电流泄漏、水分等测试，通过这些测试活动的开展能够了解变压器绕组绝缘水平以及铁芯对地绝缘介质的好坏。

3.1.3 检测变压器的空载损耗和空载电流

通过变压器的空载运行能够了解特征气体和电流之间是否存在密切的关联，由此来深入判断故障是存在于导电回路上，还是存在于磁路回路上。在这个过程中如果空载特征的气体增量突然增大，则是证明故障点在磁路上，反之，则是出现在导电回路上。

3.1.4 检查变压器潜油泵和关联附件的运行

使用专业的红外线温度测试仪检测变压器油箱表面的温度分布情况和套管端口的接头温度，不仅如此，使用红外线测温仪还能检测出外部引出线接头的质量。

3.2 变压器过热故障的综合诊断

3.2.1 分接开关电接触性热故障

分接开关主要触头没有到位，开关抽头引线出现了松动的现象，开头触头烧毛，在对开关触头调节之后发现接触压力不够，在压力调节过程中滑档、渗油等问题的出现都很容易出现变压器油色谱异常。对于这类故障，相关人员可以使用油色谱开展试验和直流测试，直流电阻相间不平衡率高，绝缘电阻处于正常的状态。

3.2.2 绕组故障分析

绕组故障表现为低温过热故障，在温度不高的情况下油气资源的分解也会处于一种比较平缓的状态，最终会使得烃类含量不充分。但是在具体实施操作的时候一氧化碳、二氧化碳的变化差异比较大，在实施的时候可以直流电阻、绝缘电阻、极化指数变化来显示出来。

3.2.3 漏磁所引起的局部过热严重在变压器经过负载电流的时候会在绕组的周围产生磁通，绕组操作过程中所产生的负载电流磁通就是漏磁通。漏磁通所产生的过热现象往往可以通过油色谱分析、红色测试分析仪检测出来。

3.2.4 铁芯多点接地、铁芯之间的绝缘短路

变压器处于正常运行的时候铁芯的一边需要和地面连接在一起，这个时候铁芯间不均匀的电位就会在接地点之间形成一种环流，最终出现变电站的发热故障。对于这类故障，需要在变压器运行的过程中测试变压器铁芯外引接地电流。在检测的过程中铁芯外引接地电流会达到十倍以上的安培，且不会随着变压器负载出现变化，由此可以判断出铁芯多点存在故障。

4 变压器过热故障的相关案例研究

为了能够更好地探究变压器油色谱与电气试验相结合综合诊断过热故障的成果，在研究变压器过热故障基本理论的基础上，选择一个运行超过6年的变压器来作为研究对象，在变压器处于正常状态的时候，使用变压器油色谱与电气试验相结合的方式来诊断变压器的过热故障。变压器油中溶解气体含量表如表1所示。

表1 变压器油中溶解气体含量表

根表1清晰的展现了变压器油中的溶解含量，相对于220kV变压器油的气体含量来看，变压器的气体含量具有一定程度的增长，其中总烃类气体增长迅速，但相对于乙炔和甲烷等特征气体的比值来说，变压器过热主要故障出现的基本表现现象是乙炔含量较少，但氦气含量处在正常的情况下。在仔细分析之后判定内部放电和受潮不是引起变压器故障的原因。其中导致变压器产生故障的原因可能是磁路回路和变压器油的油道阻塞，为了对具体情况进行进一步分析，对220kV变压器进行具体的诊断。通过进行变压器的空载运行，变压器空载运行时间为1天，在空载运行之后变压器的故障气体会出现明显增长的表现。由此可以判定为油道的堵塞不是引发变压器过热故障的重要原因，堵塞故障的出现更不会对导电回路本身产生不利的影响。在深入研究分析之后我们会发现影响整个变压器稳定运行的重要原因是磁路回路。通过采用电气实验中的铁芯外引方式，结合接地电流进行故障的分析。其中通过实验发现，其主要原因是铁芯多点接地，从而造成铁芯存在大量焊渣以此因此变压器的过热故障。对于这类故障，可以通过定期清洗和电阻穿入检查的方式来解决故障。通过一系列的解决处理之后会实现变压器油色谱的正常运行。

5 结束语

变压器在电力供电系统中占据重要地位，在保障电力供应发挥出了十分重要的作用。为了保障变压器的稳定运行，本文就变压器油色谱和电气测试相融合综合判断过热性故障问题开展研究分析。在阐述关联概念的基础上，根据变压器油色谱和试验分析来进行故障检测和判断，旨在能够帮助相关人员掌握更多的变压器过热故障解决对策，增强供电系统运行安稳性。