技术协作信息技术探讨与推广电力变压器是发电厂和变电站中重要组成部分，变压器故障直接影响电力系统的稳定运行。本文通过分析变压器油中溶解气体成分，应用三比值法判断变压器故障，提高变压器设备运行稳定性。大型电力变压器通过油色谱分析判断故障◎孙磊一、绪论1.研究的背景和意义。随着社会的发展，人民生活水平的日益提高，电已成为不可或缺的一种能源。电力变压器的稳定运行，对供电可靠性起着至关重要的作用。因此，通过分析油中溶解气体成分，及时有效的判断变压器运行状态，预先发现判断可能存在的故障，从而减少事故发生，这对电力系统的安全、稳定运行具有重要意义。2.主要研究内容。大型电力变压器通常用油作为绝缘介质，变压器故障分为内部故障和外部故障两种。内部故障为变压器油箱内发生的故障，其主要类型有相间短路、匝间短路、绕组及引出线接地故障等。外部故障为变压器油箱外部的各种故障，其主要类型有绝缘套管闪络导致接地短路、引出线之间发生相间短路等。本文通过分析油中溶解气体成分，融合三比值法，判断大型电力变压器故障。二、大型变压器油色谱分析1.油色谱分析原理。变压器绝缘老化、局部过热、电晕和电弧是产生故障特征气.com.cn. All Rights Reserved.体的主要原因。变压器在正常运行状态下，由于油和固体绝缘会逐渐老化、变质，并分解出极少量的气体主要包括氢气H2、甲烷CH4、乙烷C2H6、乙烯C2H4、乙炔C2H2、一氧化碳CO、二氧化碳CO2等多种气体。当变压器内部发生放电性故障、过热性故障或绝缘受潮时，特征气体的含量会迅速增加。这些气体大部分溶解在绝缘油中，少部分上升至绝缘油的表面，进入气体继电器。经验证明，油中气体的各种成分含量的多少和故障的性质有直接关系。因此在设备运行过程中，定期测量溶解于油中的气体成分和含量，及色谱分析，对于发现电力变压器内部存在的潜伏性故障有非常重要的意义和现实的成效，在最新颁布的电力设备预防性试验规程中，已将变压器油的气体色谱分析放到了首要位置，并通过多年的推广应用和经验积累，取得了显著的成效。2.特征气体产生的原因。变压器故障时产生特征气体及原因如表1所示：表1油中各种气体成分可以从变压器中取油样经脱气后用气相色谱分析仪分析得出。根据这些气体的含量、特征、成分比值（三比值法）和产气速率等方法判断变压器内部故障。3.特征气体变化与内部故障的关系。窑（1）氢气H2的变化。变压器在高、中温过热时，氢气一般占氢烃总量的27%以下，而且随温度升高，氢气的绝对含量有所增长，但其所占比例却相对下降。由于碳氢键之间的键能低，生成热小，在绝缘的分解过程中，一般总是先生成氢气，因此氢气是各种故障特征气体的主要组成成分之一。变压器内部进水受潮是一种内部潜伏性故障，其特征气体含量很高。客观上如果色谱分析发现氢气含量超标，而其他成分并没有增加时，可大致先判断为设备含有水分，为进一步判别，可加做微水分析。设备受潮时固体绝缘材料含水量比油中含水量要大很多倍，而氢气含量高，大多是由于油、纸绝缘内含有气体和水分，所以在现场处理设备受潮时，仅靠采用真空滤油法不能持久地降低设备中的含水量，原因在于真空滤油对于设备整体的水分影响不大。（2）乙炔C2H2的变化。当变压器发生内部放电时，乙炔会大量产生。当变压器内部发生电弧放电时，乙炔一般占总烃的20%-70%。当乙炔含量占主要成分且超标时，则很可能是设备绕组短路或分接开关切换产生弧光放电所致。如果其他成分没超标，而乙炔超标且增长速率较快，则可能是设备内部存在高能量放电故障，应立即查找、处理故障。（3）甲烷CH4和乙烯C2H4的变化。当变压器发生过热性故障或只有热源处的绝缘油分解时，特征气体甲烷和乙烯两者之和一般可占总烃的80%以上，且随着故障点温度的升高，乙烯所占比例也增加。另外，丁睛橡胶材料在变压器油中将可能产生大量的甲烷。（4）一氧化碳CO和二氧化碳CO2的变化。变压器放电形式诸多，除了产生氢、烃类气体外，与过热故障一样，只要有固体绝缘介入，都会产生一氧化碳和二氧化碳。但过热性故障的产气速率总体比放电性故障慢。由于一氧化碳和二氧化碳气体含量的变化反映了变压器内部绝缘材料老化或故障，而固体绝缘材料决定了充油变压器寿命。因此色谱分析中，务必重视绝缘油中一氧化碳和二氧化碳含量的变化。①绝缘老化时产生的一氧化碳和二氧化碳。变压器正常运行下产生的一氧化碳和二氧化碳含量随着变压器的运行年限的增加而上升，这种变化速度较缓慢，说明变压器内固体绝缘材料逐渐老化，随着老化程度的加剧，一方面绝缘材的强度不断降低，有被击穿的可能，另一方面绝缘材料老化产生沉积物，降低绝缘油的性能，易造成局部过热或其他故障。②故障过热时产生的一氧化碳和二氧化碳。固体绝缘材料在高能量电弧放电时产生较多的一氧化碳和二氧化碳。若不及时处理，严重时有可能造成设备的重大损坏或爆炸事故。因此，一氧化碳和二氧化碳的产生与变压器内部固体绝缘材料的老化或故障有明显的关系，反映了设备的绝缘状况。在色谱分析中，应关注一氧化碳和二氧化碳的含量变化情况，同时结合烃类气体和氢气含量变化进行全面分析。三、三比值法简介窑技术探讨与推广技术协作信息采煤波及影响区域进行项目建设规划，前期的地基稳定性评价必不可少，由于煤矿开采历史资料的短缺会影响地基稳定性的评价分析。在分析采煤波及影响区地形地质等条件基础上，结合区内煤矿及类似煤矿变形参数对井下开采地表移动时间、采煤方法以及建筑荷载对地基稳定性影响等方面进行分析，构建并研究残余变形构成和时变特征，综合分析采煤波及影响区域的地基稳定性并提出了设计变形缝、基础及上部建筑的抗变形措施。通过对采煤波及影响区地基稳定性综合评价，为项目设计及实施提供了依据。采煤波及影响区域地基稳定性评价及技术措施◎何强由于城市的扩张越来越快，而土地的利用指标也越来越紧根据本区煤矿地质采矿资料，按开采最大采深715m计算，张，如何利用采煤波及影响区域的土地作为城市建设用地一直该区开采地表移动总时间为4.9年，而拟规划区周围煤层开采结是城市管理者关注点之一。而在采煤波及影响区域进行项目建束时间为2000年，距今达8年。设规划，前期的地基稳定性评价必不可少，由于煤矿开采历史资拟规划区域周围16#～17#剖面间A庄煤矿和16#～23#剖料的短缺会影响地基稳定性的评价分析。面间B山矿10水平以上解放前老采空区均为急倾斜煤层开采，一、井下开采地表移动时间分析急倾斜煤层开采由于国内外观测资料很少，因而至目前为止还地下开采破坏了煤系地层岩体内原有的应力平衡将产生冒没有一个公认的计算其移动总时间的公式，但根据B山矿、原马落、弯曲和移动变形。一般表现为从采空区上方顶板至地表岩层家沟矿、赵各庄矿及国内相似矿区急倾斜煤层开采实测数据，急出现冒落、断裂、弯曲下沉，有时底板岩层也会鼓起、开裂以及采倾斜煤层开采地表移动总时间随采深增大而延长，在500m左右空区周围的煤壁被压出和片帮等。煤层采引起上覆岩层的移动采深的情况下，其移动总时间在4～5年，在250m左右采深的情使地表出现一种在时间上和空间上连续有规律的移动和变形，况下，其移动总时间在3～3.5年。A庄煤矿复采B山矿5水平移动稳定后岩体又重新形成新的应力平衡状态。（-240m）以上8、9、12煤层，采深约在250m左右，所以其开采引对于缓倾斜煤层而言，依照国家煤炭工业局2000年6月颁起地表移动总时间在3～3.5年，根据市政府2007年有关文件要布的“三下”采煤规程，缓倾斜煤层开采地表移动的持续时间可求A庄煤矿停产关闭，因此A庄煤矿开采所影响区域的地表移按下式计算：动变形要在2011年后结束，该区域地表虽未稳定，但其移动变形T总=2.5H0（d）已进入衰退期阶段，只要采取适当的抗采动变形措施，不会影响式中：T总———地表总移动时间，d；建（构）筑物的正常使用。.com.cn. All Rights Reserved.H0———采深，m。二、采煤方法对地表破坏影响分析1.三比值法原理。三比值法的原理是根据变压器绝缘材料在故障下裂解产生特征气体组分含量的相对浓度与温度的相互依赖关系，从种特征气体中选用两种溶解度和扩散系数相近的气体组分组成三对比值，以相同的编码表示。实践证明采用三比值法判断变压器故障的准确性相当高。编码规则如表2所示：表2表3四、本文小结本文通过变压器油色谱分析，及时有效的判断变压器运行状态，预先发现判断可能存在的故障，从而减少事故发生。变压器故障具有综合、复杂性，油色谱分析只作为初步判断依据，具体问题还需借助局部放电、耐压、介损等试验来进一步分析。2.三比值法故障类型分析。三比值法编码组合和故障类型详见表3依据表3编码，可初步判断变压器故障，同时，应结合局部放电、耐压、介损等试验进行进一步判断。采用三比值法判断故障的性质时必须符合的条件：（1）色谱分析的气体成分浓度应不少于分析方法灵敏度极根值的10倍。（2）应排除非故障原因引入的数值干扰。（3）在一定的时间间隔内（1-3个月）产气速率超过10%/月。（作者单位：大唐佛山热电有限责任公司）窑窑