韓國望

摘 要：本文以變壓器設(shè)備油色譜試驗為研究對象，對其中的典型性系統(tǒng)故障進(jìn)行分析，通過具體案例的引導(dǎo)說明，確定此類試驗故障的處理效果。在簡要介紹變壓器油色譜監(jiān)測設(shè)備工作原理的基礎(chǔ)上，參照具體實驗方法，形成系統(tǒng)的理論基礎(chǔ)。然后，在具體項目案例的剖析中，引導(dǎo)出具體應(yīng)用案例的實用性條件，并為同類型案例的分析，提供典型性策略。

關(guān)鍵詞：變壓器;油色譜實驗;故障分析

中圖分類號：TM407 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：1671-2064（2019）22-0178-02

0 引言

電力行業(yè)領(lǐng)域中，技術(shù)手段的快速發(fā)展，使變壓器油色譜在線檢測系統(tǒng)得到了廣泛的應(yīng)用。尤其在實踐領(lǐng)域，這一技術(shù)手段的應(yīng)用，可以在很大程度上，優(yōu)化設(shè)備診斷速率水平，并在故障診斷中，也能在設(shè)備故障風(fēng)險預(yù)防工作中發(fā)揮積極作用。而對其自身系統(tǒng)穩(wěn)定性的優(yōu)化管理，也需要得到相應(yīng)的關(guān)注，并在基本技術(shù)原理的前提下，提高整體技術(shù)體系的管理效果，完成檢測系統(tǒng)故障分析。

1 變壓器油色譜工作原理

變壓器油的色譜試驗監(jiān)測系統(tǒng)，在不影響變壓器設(shè)備正常使用條件的前提下，對其運行過程中采取連續(xù)性、自動型的監(jiān)測指令。尤其在變壓器油的色譜分析中，可以通過對多個單分組條件，或是多分組氣體的綜合化檢測，完成自身的技術(shù)應(yīng)用目標(biāo)。當(dāng)前技術(shù)條件下，對于多分組氣體的綜合性分析，是十分常見的技術(shù)手段，需要在其應(yīng)用原理上形成指導(dǎo)，以此提高色譜分析的有效性。

多分組氣體在線檢測中，需要保證實驗室油色譜分析特征的一致性。通過這種一致性條件的調(diào)整與控制在氫氣、甲烷、乙烷、乙烯、乙炔、一氧化碳、二氧化碳等多種氣體的綜合化分組，形成具體的監(jiān)測技術(shù)體系。變壓器油色譜在檢測系統(tǒng)中，由于現(xiàn)場檢測單元、主站單元以及監(jiān)控軟件等結(jié)構(gòu)組成。在進(jìn)行監(jiān)測分析的過程中，監(jiān)測單元代表了色譜數(shù)據(jù)采集器、油樣采集單元、油氣分離單元、氣體檢測單元、數(shù)據(jù)單元等多個組成部分，并在現(xiàn)場控制單元、通信單元、分析單元結(jié)構(gòu)中，通過智能化的現(xiàn)代技術(shù)，形成了立體化的應(yīng)用條件。

變壓器油色譜監(jiān)測系統(tǒng)的在運行過程中，可以通過真空差壓的方式，完成變壓器油的吸入與采集，并在油泵循環(huán)系統(tǒng)的設(shè)置中完成抽樣循環(huán)。油氣分離單元快速分離的過程中，可以將其中的快速溶解氣體直接抽離至氣室環(huán)境內(nèi)。通過內(nèi)置的微型氣體采樣泵，將分離而出的氣體，直接投入到流通閥定量管中，并完成管內(nèi)的自動進(jìn)樣處理。尤其在載氣動力的影響下，可以快速實現(xiàn)氧氣的色柱分離，并將分離出的氣體引導(dǎo)進(jìn)檢測器設(shè)備中。在數(shù)據(jù)分析單元的檢測與分析中，通過轉(zhuǎn)換與采集，可以有效地處理單元采集到的數(shù)據(jù)，并完成存儲、計算、乃至分析，在進(jìn)行數(shù)據(jù)上傳與故障定位中，實現(xiàn)自身的功能價值[1]。

2 試驗方法介紹

2.1 試驗材料與設(shè)備

通過系列化的實驗分析，是確定具體變壓器油使用中的故障問題，并提高整體技術(shù)應(yīng)用中的可靠性。試驗分析中，對于實驗材料的準(zhǔn)備，是保證整體試驗準(zhǔn)確性的基礎(chǔ)條件，也是落實具體試驗步驟的重要工具。

準(zhǔn)備工作中，應(yīng)備至氣相色譜儀設(shè)備，然后，準(zhǔn)備恒溫定時振蕩器、玻璃注射器、不銹鋼注射針頭、雙頭針頭、注射橡膠封帽等設(shè)備。然后，在基本材料上，還需要準(zhǔn)備氮氣、氫氣、壓縮空氣、混合氣等多種氣體材料，以配合試驗的客觀需要。另外，在其他工具的準(zhǔn)備上，要通過小膠頭器皿、真空密封樹脂、50ml燒杯、500ml燒杯、溫度計、濕度計、壓力表、紙巾等輔助性的試驗設(shè)備，為整體試驗順利展開提供基礎(chǔ)性的輔助條件。

2.2 試驗分析方法

試驗分析之前，需要做好相應(yīng)的準(zhǔn)備工作。在工具與材料準(zhǔn)備妥當(dāng)之后，要對其擺放條件進(jìn)行調(diào)整，在符合技術(shù)操作人員使用習(xí)慣的基礎(chǔ)上，按照試驗推進(jìn)順序進(jìn)行擺放。同時，對于試驗中需要使用到的設(shè)備儀器，要檢驗其電力、連接、接地、氣體連通等線路的合理性與通常狀態(tài)。尤其是其中的氣路管道結(jié)構(gòu)，務(wù)必要進(jìn)行系統(tǒng)的檢查，確保沒有漏氣條件，才能展開后續(xù)的實驗操作。而在具體的溶解氣體操作中，又可按照如下步驟完成試驗操作。

其一，準(zhǔn)備貯氣玻璃注射器。在5ml注射器的使用上，應(yīng)先抽取少量的試驗用油對注射器內(nèi)壁進(jìn)行清洗，在吸入0.5ml試油之后，將其孔口進(jìn)行密封處理，并在雙頭針頭的設(shè)置上，保證針頭的朝上狀態(tài)。此時，將注射器內(nèi)部的空氣與試驗用油慢慢排出，直至確保內(nèi)部不再參與試驗用油為止，完成注射器的清洗。其二，對于試驗用油的體積調(diào)節(jié)，需使用規(guī)格為100ml的玻璃注射器，并將其中的油樣緩慢推出，直到40ml之后，進(jìn)行密封處理。注意，在排油操作的過程中，要保證內(nèi)部的充滿狀態(tài)，即便是橡膠封閉帽，也要處于封閉狀態(tài)，避免氣體混入注射器中。其三，加氣平衡處理，在這一階段的技術(shù)處理中，應(yīng)使用清洗后的10ml注射器設(shè)備，分三次完成5ml氮氣注射。其四，完成注射處理之后，需要將處理后的40ml注射器放置到恒溫定時振蕩器內(nèi)，通過在50℃環(huán)境下的20min振蕩后，再于恒溫環(huán)境中，靜置10min，以此完成前期操作。其五，將經(jīng)過處理的注射器，通過雙針頭轉(zhuǎn)移到第一個5ml的注射器設(shè)備中。然后，通過在注射室內(nèi)2min的恒溫處理，完成具體的色譜分析。

經(jīng)過這一系列的試驗操作后，需要應(yīng)用外標(biāo)定量法完成數(shù)據(jù)分析。方法上，將1ml玻璃注射器作為基本工具，在抽取1ml混合氣體后，于一起的運行工況中，完成與標(biāo)準(zhǔn)型平均值的比較分析。然后，再將樣品放置在1ml的玻璃注射器中，完成抽樣分析，以此完成整個變壓器油的色譜實驗[2]。

3 典型設(shè)備故障分析與應(yīng)用對策

3.1 故障前運行狀態(tài)

對于典型性設(shè)備故障的分析，需要借助具體變電站的應(yīng)用案例作為引導(dǎo)，以此在更加具體的數(shù)據(jù)信息資料上，保證整體數(shù)據(jù)信息的指導(dǎo)作用。本文所引用的案例，變電站位于我國北方地區(qū)，其變電站的電壓等級為500千伏，承擔(dān)所在區(qū)域的大部分供電。在變電站的實際運行系統(tǒng)中，有6臺500千伏的主變壓器設(shè)備，其中，單項容量狀態(tài)為250000千伏安。在實際應(yīng)用條件上，這六臺設(shè)備，分別安裝了變壓器油色譜在線檢測系統(tǒng)，完成安裝后，設(shè)備處于穩(wěn)定運行狀態(tài)下。該電力公司的運行中心，在進(jìn)行油色譜在線檢測數(shù)據(jù)分析的常規(guī)性工作中發(fā)現(xiàn)在2號、3號這兩臺500千伏變壓器設(shè)備中，分別在主變B相與主變A、C相中，發(fā)生了明顯的數(shù)據(jù)異常，并導(dǎo)致整體機(jī)組群在運行過程中，出現(xiàn)特征氣體含量下降的現(xiàn)象。此時，對發(fā)生數(shù)據(jù)異常的兩套機(jī)組進(jìn)行設(shè)備檢查，發(fā)現(xiàn)其主變設(shè)備仍然處于穩(wěn)定的運行狀態(tài)，且在電網(wǎng)運行行為上，也未出現(xiàn)不正常狀況，甚至在2號與3號主變相的油色檢測數(shù)據(jù)上，也處于正常狀態(tài)。在確定設(shè)備并為發(fā)生故障之后，可以基本確定變壓器油色譜的檢測系統(tǒng)，在運行與計算的過程中，出現(xiàn)故障問題，并導(dǎo)致最終的數(shù)據(jù)信息發(fā)生了異常波動[3]。

3.2 變壓器油色譜故障分析

3.2.1 后臺檢查

對于變壓器油色譜故障問題的分析，應(yīng)首先對其系統(tǒng)后臺結(jié)構(gòu)作出判斷，并在排除油色譜在線監(jiān)測系統(tǒng)故障的故障可能性的基礎(chǔ)上，展開具體的設(shè)備檢查。方法上，由于數(shù)據(jù)信息系統(tǒng)的變化十分迅速，在表現(xiàn)效果上，出現(xiàn)了突然性的明顯變化，并在數(shù)據(jù)條件上，呈現(xiàn)出了數(shù)據(jù)降低的實際狀態(tài)。對此，針對案例項目的設(shè)備條件提出假設(shè)，分析可能在變壓器油樣采集過程中，無法有效執(zhí)行正常的定量油樣采集工作，并由此引發(fā)了油中氣體含量的明顯降低。對此，展開了系列的檢查分析，然而，在案例項目中，并未發(fā)現(xiàn)油泵的不正常工作狀態(tài)，油樣的循環(huán)也處于穩(wěn)定狀態(tài)。由此，可以基本排除抽樣采集單元可能存在的故障問題。同時，正是由于這一系統(tǒng)的正常運行狀態(tài)，也從反面證明了后臺的穩(wěn)定運行狀態(tài)，需要對其它故障影響因素進(jìn)行分析。

3.2.2 設(shè)備檢查

確定后臺系統(tǒng)沒夠故障問題后，要對其設(shè)備進(jìn)行檢查，并在確定載氣氣壓、氣瓶高側(cè)壓力、氣瓶低側(cè)壓力等數(shù)值正常狀態(tài)的前提下，保證整體設(shè)備的穩(wěn)定性狀態(tài)。而在案例項目的分析中，以上的幾組數(shù)據(jù)全部處于正常狀態(tài)，甚至減壓閥的位置，也處于正常的取值區(qū)間之內(nèi)，基本可以排除了由于載氣條件不充足，而引發(fā)的油色譜在線檢測故障問題。

3.2.3 數(shù)據(jù)分析

由于事件中，數(shù)據(jù)信息的變化狀態(tài)是突然的，且?guī)в忻黠@的大幅度狀態(tài)，導(dǎo)致大部分特征氣體的數(shù)據(jù)信息接近于零。因此，在進(jìn)行技術(shù)分析的過程中，可以借助以上的特征，對整體技術(shù)系統(tǒng)作出綜合性的判斷。假設(shè)，尤其分離的設(shè)備單元并未發(fā)生變化、故障的原因，極可能是內(nèi)置微型氣體采集設(shè)備出現(xiàn)損壞，無法有效地將氣體引入到具體的檢測環(huán)境中，甚至導(dǎo)致大部分氣體沒有進(jìn)入到色譜分離柱，因此無法在檢測中，確定具體數(shù)據(jù)信息[4]。

在對這一問題作出簡要的分析之后，技術(shù)人員對油色譜在線監(jiān)測系統(tǒng)作出了立體化的評估。首先，將檢驗工作的目標(biāo)，定位在了油氣分離單元中，此階段并未發(fā)現(xiàn)設(shè)備中的故障問題。然后，拆除微型采樣泵進(jìn)行檢驗分析，并使用試驗分析方法，對采樣泵的漏氣損壞條件進(jìn)行分析。在檢驗中發(fā)現(xiàn)，這一微型泵結(jié)構(gòu)，存在漏氣損壞的問題，并導(dǎo)致檢測工作的樣本大量丟失，引發(fā)了數(shù)據(jù)的異常波動。

3.2.4 問題歸因

案例項目中，這一微型泵結(jié)構(gòu)，為德國公司進(jìn)口產(chǎn)品，其型號為PML4954-NF30。在設(shè)備的實際應(yīng)用中，通過在偏心曲軸上的彈性膜片，可以在電機(jī)結(jié)構(gòu)的帶動下，完成上下往復(fù)的操作，并借此實現(xiàn)介質(zhì)的抽取與排出。通過對這一設(shè)備的總結(jié)分析發(fā)現(xiàn)，之所以產(chǎn)生故障，是由于泵零件的隔膜發(fā)生損毀，導(dǎo)致油氣分離單元中的溶解氣體出現(xiàn)泄漏問題。同時，在這一型號設(shè)備中，由于其內(nèi)螺紋管路連接狀態(tài)，在塑料材質(zhì)的使用中，可能出現(xiàn)氣體輸送不足的狀態(tài)，并在出現(xiàn)變化之后，造成氣體泄漏問題，影響具體分析數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確度狀態(tài)。

3.2.5 經(jīng)驗總結(jié)

通過對案例項目的檢修與分析，定位了具體設(shè)備的故障問題，也有效地對整體設(shè)備應(yīng)用系統(tǒng)作出了立體化的判斷。但在實際操作中，之所以會產(chǎn)生此類問題，除了設(shè)備零件自身的問題，也與實際生產(chǎn)環(huán)境有一定的關(guān)聯(lián)性。變電站由于處于我國北方地區(qū)，冬季氣溫相對較低，且?guī)в忻黠@的溫度差異變化，在炎熱與寒冷交替變化的過程中，會使微型氣泵的細(xì)小結(jié)構(gòu)受到影響，進(jìn)而對其設(shè)備的精度狀態(tài)結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性造成影響。在這一條件下，勢必會縮短設(shè)備的使用壽命。為了有效地消除這一隱患條件，需要在變壓器使用過程中，注意冬季環(huán)境下的溫度控制，通過相應(yīng)的管理工作，提升整體設(shè)備的可用性條件，以此保證變壓器油色譜系統(tǒng)在功能上的正常發(fā)揮。

4 結(jié)語

綜上，現(xiàn)代化技術(shù)條件下，通過變壓器油色譜分析，可以有效地定位變壓器設(shè)備的使用狀態(tài)，并在優(yōu)化整體設(shè)備運行穩(wěn)定性的基礎(chǔ)上發(fā)揮積極作用。雖然在實際系統(tǒng)的分析中容易出現(xiàn)故障，但在具體檢驗與優(yōu)化的處理下，可以有效地補(bǔ)充故障狀態(tài)下數(shù)據(jù)信息的錯誤狀態(tài)，并為整體變壓器管理，提供多樣化的數(shù)據(jù)驗證條件與檢查方法，為更好低保證技術(shù)操作，提供了基礎(chǔ)性的科技支撐。

參考文獻(xiàn)

[1] 雷戰(zhàn)斐，柴斌，武嘉薇，等.一起換流變壓器鐵芯泄漏電流異常分析及處理[J].寧夏電力，2019（02）：46-50.

[2] 黃偉宏.10kV配電變壓器故障分析與診斷技術(shù)研究[J].現(xiàn)代商貿(mào)工業(yè)，2019，40（10）：173-174.

[3] 宋海龍，雷戰(zhàn)斐.換流變壓器非故障時乙炔超標(biāo)原因分析及改進(jìn)[J].寧夏電力，2019（01）：51-56.

[4] 詹金特.220kV電力變壓器損壞原因分析及相應(yīng)的對策[J].科技經(jīng)濟(jì)導(dǎo)刊，2017（26）：43-44.