【摘 要】变压器油的特性之一就是随着温度的升高会分解出不同的气体，因此对于运行中的油冷却变压器，色谱数据必须加强监测。油色谱分析是从运行的变压器油中，提取气体的组分和含量用来分析判断变压器是否存在故障以及故障的性质和严重程度的一种手段。通过色谱数据分析可以提早发现和解决变压器存在的故障，保证变压器的安全稳定运行。
【关键词】变压器 色谱分析 气体组分 故障
一、色谱数据分析原则
变压器故障大体分为放电性故障和过热性故障，变压器油的分解是由于温度高产生的，不同的故障会导致油不同的温度，而分解的气体也有所差别。
由于故障原因当局部油温上升到一定程度时，可分解为分子气态物质，如甲烷、乙烷产生在100-150℃以上，乙烯产生在300-600℃以上，而乙炔产生在800-1200℃以上，氢（h2） 多属于故障产生其它气体的“附属品”，有故障便产生氢。 在变压器故障中，只有火花放电或电弧放电时，其局部温度可达1000℃以上，因此我们称c2h2为放电故障的特征气体。 由于种种原因设备内部异常过热，当温度达到300-600℃以上时产生乙烯，且随温度的升高而产生乙烯量也增高，因此我们将乙烯看做过热性故障的特征气体。 变压器所用固体绝缘材料是碳氢氧化合物，在受热时分解产生co、co2、h2，所以把co、co2看做固体绝缘老化的特征气体。通过对变压器油色谱数据分析，分析产生气体的不同组分，进而判断变压器故障的类型，以有助于制定相应的处理和解决方案，维护和保障变压器的安全稳定运行。
二、秦山二厂2号主变a相总烃高的处理
2号主变a相在线色谱装置监测的数据在2011年2月色谱出现增长趋势，甲烷、乙烯、总烃等含量增长趋势明显，增长数值较小，且均在国标注意值范围以内。为确保在线数据的正确性，增加了离线取样的监测，在2月11日和12日两次取样，试验室分析确认色谱数据确有增长，从两天的趋势来看，增长速度并不快。经过讨论，将离线色谱分析周期从3个月缩短至半个月，密切监测色谱数据。根据此数据，绘制趋势图1如下：
图1 2号主变a相油色谱数据趋势
（一）故障原因分析
从系统运行来看，2月6日秦山三厂2#机组主变至500kv联合开关站之间的架空线受山火影响，导致a相接地故障。2号主变a相同样也承受短路故障，从故障录波来看持续时间57 ms，运行电流700a，故障时的电流突变量达到1875a。短路故障发生后，2号主变a相总烃及其它气体有所增长，之后的取样数据又基本保持了一个相对稳定的状态，分析故障应该不在主回路，短路时的电动力应是造成某些结构件的松动，导致其接触电阻变大，变压器内部电磁感应而产生的环流在高电阻回路中发生过热。
（二）内部检查处理
根据故障的分析情况，决定在207大修期间对a相主变进行了内部检查，并进行低电压阻抗测量以判断绕组是否存在变形现象。
2号主变a相排油结束后，工作人员进入变压器内部进行了详细的检查与试验，导电主回路未发现异常，绕组外部的绝缘纸板也没有发现变形。发现的主要缺陷有两个：铁芯夹件与衬板间过热和磁屏蔽多点接地。
（三）处理后运行情况
经过处理后的2号主变a相大修结束后投入运行，经过一段时间的监测，在线色谱数据和离线取样色谱数据均表明油中分解的各气体处于稳定状态，没有增长的趋势，缺陷得到了消除。
三、秦山二厂1号主变b相总烃高的处理
2012年5月16日早班化学人员在巡检主变在线色谱时发现 1号主变b相的气体含量突然出现上涨趋势，在109大修冲击送电前总烃约5ppm，4月12日冲击送电，5月20日已经超过了国标的注意值150ppm达到163ppm，5月28日总烃达到360ppm，在7月2日总烃曾达到最高值423ppm，目前总烃值在400ppm上下浮动，基本处于稳定状态。
（一）故障原因分析
2012年4月12日1号主变109大修后冲击送电，冲击时b相励磁涌流最大达1950a，4月13日在线色谱显示出现乙炔，总烃由冲击前6ppm升至8ppm，4月30日机组并网开始升功率，5月4日晚机组达满功率，5月5日在线色谱显示b相总烃增长较大，5日一天从凌晨1：50到晚19：49 b相总烃由14.25ppm增长到41.69ppm，在线色谱中乙炔含量自产生后无明显变化，试验取样化验乙炔含量有增长趋势，24日早总烃含量己达304ppm。从色谱数据分析的结
判断可能的故障在铁芯框架，冲击引起松动，从而导致接触电阻过大，漏磁产生的环流使内部局部温度过高。判断造成总烃升高的原因为，冲击送电时励磁涌流造成铁芯振动，引起铁芯结构件松动，进而使铁芯结构框架各支路中的电流分配不平衡，造成某点过热，引起总烃升高，保变专家分析认为故障点很可能存在于铁芯拉板与夹件间的导电铜螺栓。从总烃的趋势及组成分析，缺陷不在铁芯和主电气回路上，缺陷不涉及固体绝缘。和前述的2号主变a相总烃的原因类似，运行过程中过热点的阻值很不稳定，极有可能变化，目前1号主变b相总烃值趋于稳定，表明内部过热点已经转变。
（二）后续行动
总烃值还应加强监测，看是否还有变化，另应做好下次大修进行检查处理的准备工作，消除缺陷。目前已做好内检的方案和相关备件的准备工作。
四、结语
在油冷变压器运行过程中，在线色谱监测及色谱数据分析对于油气中各种组分的分析能够真实有效反映变压器的内部过热或放电性情况，这对于尽早发现设备内部过热或放电性等潜伏性故障以及预防变压器内部过热或放电性故障有着重要的作用和实际意义。
参考文献：
[1]徐康健，孟玉婵.变压器油中溶解气体的色谱分析实用技术.中国标准出版社
[2]钱旭耀.变压器油及相关故障诊断处理技术.中国电力出版社
[3]丁永超，郭潜，宋东.变压器油色谱分析.中国电力教育.2010年s1期
[4]徐明莉.变压器油色谱分析诊断技术.黑龙江电力 2007年第2期
作者简介：
董，华，男，1978年6月出生，大学本科，现为中核核电运行管理有限公司工程师。目前从事核电站运行培训。
