从表 ３ 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。
局部放电 低能放电 低能放电兼过热 电弧放电 电弧放电兼过热
绝缘导线过热， 注意 ＣＯ 和 ＣＯ２ 的含量以及 ＣＯ２／ＣＯ 值
分接开关接触不良， 引线夹件螺丝松动或接头焊接不良， 涡流引起铜过热， 铁芯漏磁， 局部短路， 层间绝缘不良， 铁芯多点接地等
高湿度， 高含气量引起油中低能量密度的局部放电 引线对电位未固定的部件之间连续火花放电， 分接抽头引线和油隙闪络， 不同电位之间的油中火花放电或悬浮电位之间的火花放电 线圈匝间、层间短路， 相间闪络， 引起对箱壳放电、线圈熔断、分接开关飞弧、 因 环 路 电 流 引 起 电 弧 、引 线 对 其 他 接 地 体 放 电 等
ＬＵ Ｂｉｎ
（Ｎｏ．１ Ｐｏｗｅｒ Ｐｌａｎｔ， Ｘｉｎｙｕ Ｉｒｏｎ ａｎｄ Ｓｔｅｅｌ Ｃｏ．， Ｌｔｄ．， Ｘｉｎｙｕ， Ｊｉａｎｇｘｉ ３３８００１， Ｃｈｉｎａ）
【Ａｂｓｔｒ ａｃｔ】 Ｃｙｃｌｅ ｏｆ ｃｈｒｏｍａｔｏｇｒａｐｈｉｃ ａｎａｌｙｓｉｓ ｏｆ ｔｈｅ ｔｒａｎｓｆｏｒｍｅｒ ｏｉｌ ａｎｄ ｔｈｅ ｍｅｔｈｏｄｓ ｔｏ ｊｕｄｇｅ ｆａｕｌｔｓ ｗｅｒｅ ｄｉｓｃｕｓｓｅｄ． Ｔｈｅ ｉｍｐｏｒｔａｎｃｅ ｏｆ ｔｈｅ ｃｈｒｏｍａｔｏｇｒａｐｈｉｃ ａｎａｌｙｓｉｓ ｆｏｒ ｊｕｄｇｉｎｇ ｓｔａｔｕｓ ｏｆ ｔｈｅ ｔｒａｎｓｆｏｒｍｅｒ ｏｐｅｒａｔｉｏｎ ｗａｓ ｐｒｅｓｅｎｔｅｄ．
表 ２ 不同故障类型的气体组合特征
序号
故障类型
气体组合特征
１ 裸金属过热
２
金属过热并涉及 固体绝缘
总烃高， ＣＯ、Ｃ２Ｈ２ 均在正常范围内 总烃高， ＣＯ＞３００ !Ｌ／Ｌ， 乙炔在正常范围内
３ 固体绝缘过热
总 烃 在 １００ "Ｌ／Ｌ 左 右 ， 开 放 式 变 压 器 的 ＣＯ＞３００ #Ｌ／Ｌ
【Ｋｅｙ ｗｏｒ ｄｓ】ｔｒａｎｓｆｏｒｍｅｒ； ｃｈｒｏｍａｔｏｇｒａｐｈｉｃ ａｎａｌｙｓｉｓ； Ｆａｕｌｔ ｊｕｄｇｅｍｅｎｔ； Ｉｍｐｏｒｔａｎｃｅ
１ 概述
近年来变压器突发短路冲击后损坏几率大增， 已占全部损坏事故的 ４０％以上。变压器经受突发短 路事故后状况判断、能否投运， 成为运行单位经常要 决策的问题。以前变压器发生突发短路事故以后， 需 要组织各方面专家分析事故成因， 然后确定试验方 法， 根据试验结果继续分析或者追加试验。这种分 析、抢修机制已不适应当前电网停电时间限制、高可 靠性以及事故严重性等情况。一般来说变压器的状 况是否良好主要由几个方面的试验数据来判断， 绝 缘 电 阻 、三 相 直 流 电 阻 、直 流 耐 压 、介 损 试 验 、油 检 化、耐压、色谱、绕组变形试验等。变压器油的色谱分 析法， 是对运行中的变压器取样， 分析油中所溶解气 体的成分和数量， 来判断变压器内部是否存在潜伏 性故障以及属于何种故障， 并判定这些故障是否会 危及变压器的安全运行。
４ 金属过热并有放电 总烃高， Ｃ２Ｈ２＞５ $Ｌ／Ｌ， Ｈ２ 含量较高
５ 火花放电
总烃不高， Ｃ２Ｈ２＞１０ %Ｌ／Ｌ， Ｈ２ 含量较高
６ 电弧放电
总烃高， 乙炔含量最高并成为炔烃的主要 成分， Ｈ２ 含量较高
７ Ｈ２ 含量 ＞１００ &Ｌ／Ｌ而其他指标均为正常， 有多种原因应具体分析
利用三比值法判断故障类型， 如表 ３。
变压器内部在不同故障下产生的气体有不同的 特征， 可以根据色谱测定结果和产气的特征及特征 气体的注意值， 对变压器等设备有无故障及故障性 质作出初步判断。有时变压器因某些原因使气体含 量超过注意值， 不能断定故障； 有时虽低于注意值， 但含量增长迅速， 也应引起注意。产气速率对反映故
障的存在、严重程度及其发展趋势更加直接和明显， 可以进一步确定故障的有无及性质， 它包括绝对产 气速率和相对产气速率两种， 判断变压器故障一定 要用绝对产气速率。对不同故障类型有不同的气体 组合， 如表 ２。
（ 上接第 ７ 页） 晶闸管触发方式： 电（ 光电） ； ＳＶＣ 装置无功功率调节范围： ０￣１００％； ＤＳＰ 控制系统： 控制灵活， 可实现三相同时控 制、分相控制和三相平衡化的功能多种控制方式； 相控电抗器容量： 按晶闸管触发角 １０３°计算 和供货。 ５．２ 在设计中， 通过采用国际通用的仿真程序对谐 波潮流、谐波阻抗、操作过电压等进行仿真计算， 系 统不同运行工况下， 设计确保补偿系统（ 装置） 与供 配电系统之间不产生危险的谐振、谐波放大问题， 保 证设备安全可靠运行。 ５．３ ＴＣＲ 额定容量、滤波器基波容量、安装容量及 滤波支路数的选取根据计算分析选取， 使电能质量 和功率因数各项指标达到要求值以内为准。 ５．４ 采用全数字控制系统， 基于 ＤＳＰ 全数字化控 制系统， 触发板、ＢＯＤ 保护 ， 系 统 抗 干 扰 能 力 强 ， 保 护 可 靠 ， ＴＣＲ 采 用 光 电 检 测 、电（ 光 电 ） 触 发 方 式 。 完善的系统设计和数字仿真技术， 按 ＩＥＣ 标准对阀 组进行全工况试验， 确保提供的 ＳＶＣ 系统运行可靠 并能够满足国家标准、电力部门和用户的要求。它具 多个快速输出通道等高性能硬件配置， 控制角精度 为 ０．１°。 采用开、闭环结合的控制方式。开环以满足 ＳＶＣ 控制器的响应时间， 确保系统对电压波动和闪变抑 制的要求。闭环控制来调节被控 ＴＣＲ 电流精度， 以 确保系统功率因数的稳定。可实现三相同时控制、分 相控制和三相平衡化等多种控制方式， 在电压和无 功控制调整目标下， 使 ＳＶＣ 各支路断路器、保 护 装 置和有关的安全系统协调运行， 逻辑正确。 ５．５ 计算机监控系统 （ １） 系统通过通讯网络接入变电站的微机监控
５ 实例
２００５ 年 ３ 月 １１ 日我厂中央变电所新投运一台 ＳＺ９－ ２５０００／３５， 出厂后、投运前的各项检测以及投运 后的色谱分析、油样化验均合格。在 ２００４ 年 ３ 月 ３１
日， 由于我厂热电车间进线柜刀闸发生污闪短路的 故障， 引起中央变电所 ６ ｋＶ 进线柜保护动作， 当时 由于生产需要（ 高炉即将出铁） 要求立即送电， 在未 对变压器作相应检测的情况下， 即将此变压器投入 运行， 且投入运行后无任何异常现象。随后由于变压 器已带电运行除色谱分析油样化验， 其他试验项目 无法进行， 油样的检化、耐压试验均合格， 但色谱分 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， 根据色谱分析结 果立即将变压器停运， 对该变压器进行真空滤油脱 气， 当油中气体含量均达标准后， 进行其他各项试 验， 试验结果均为合格， 无法判断造成油样色谱分析 不合格具体原因， 只能初步认为是由于瞬间高能量 电弧放电造成， 但对变压器损伤不大， 随后将变压器
及监督管理标准汇编［Ｍ］．北京： 中国电力出版社， ２００５． 收稿日期： ２００７－ １２－ ２６
作者简介： 卢斌（ １９７３－ ） ， 男， １９９４ 年毕业于上海冶院电气自动化专 业， 助理工程师， 现从事电气设备管理、设备安装等工作。
!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!
２ 色谱分析周期
变压器油色谱分析按规范来说新变压器在出厂 前做一次， 在投运前做一次， 在投运后应做一次以及 大修后做一次， 以后根据变压器的容量及运行状况 做色谱分析周期如下：
电压 ３３０ ｋＶ 及以上、容量 ２４０ ＭＶＡ 及以上、 所有发电厂升压变压器： ３ 个月一次；
电压 ２２０ ｋＶ 及以上、容量 １２０ ＭＶＡ 及以上： ６
个月一次；
电压 ６６ ｋＶ 及以上、容量 ８ ＭＶＡ 及以上： １ 年
一次；
电压 ６６ ｋＶ 及以下、容量 ８ ＭＶＡ 及以下： 自行
规定。
３ 油中溶解气体的注意值
色谱分析主要分析油中可溶解性气体的含量，
包括有总烃（总烃： 烃类气体含量的总和， 即甲烷、乙
烷 、乙 烯 和 乙 炔 含 量 的 总 和）、乙 炔 Ｃ２Ｈ２、甲 烷 ＣＨ４、
冶金动力
２００８年第 ３ 期
１０
ＭＥＴＡＬＬＵＲＧＩＣＡＬ ＰＯＷＥＲ
总 第 １２７ 期
立即投运， 并对此变压器油样色谱进行跟踪分析， 变 压器投运 ３ 天后做了一次色谱分析， 各项指标没有 明显变化， 投运 １５ 天后， 又做了一次色谱分析， 此时 发现油中气体含量开始明显增加， 总烃高， 乙炔含量 最高并成为总烃的主要成分， Ｈ２ 含量较高， 判定变 压器存在电弧放电的故障， 因而停运变压器吊芯检 查排除故障， 保证了该变压器安全运行。
４ 色谱分析判断故障的常用方法
目前， 油浸变压器大多采用油纸组合绝缘， 当变 压器内部发生潜伏性故障时， 油纸会因受热而分解
２００８年第 ３ 期 总 第 １２７ 期
冶金动力
ＭＥＴＡＬＬＵＲＧＩＣＡＬ ＰＯＷＥＲ
９
产生烃类气体。由于含有不同化学键结构的碳氢化 合物有着不同的热稳定性， 所以绝缘油随着故障点 温度的升高依次裂解生成烷烃、烯烃和炔烃。每一种 烃类气体最大产气率都有一个特定的温度范围， 故 绝 缘 油 在 各 不 相 同 的 故 障 性 质 下 产 生 不 同 成 分 、不 同含量的烃类气体。变压器出现故障时， 绝缘油裂解 产生气体， 只有当油中气体饱和后， 才能从瓦斯继电 器反映出来。当发现特征气体明显增加， 应与标准规 定的注意值进行比较。虽然各种气体的注意值不是 划分变压器有无故障的唯一标准， 但它是监督与保 障变压器安全运行的一个重要手段。