现场︱大型油浸式电力变压器乙炔含量的探讨

电力变压器是发电厂和变电所的主要设备之一，而大型电厂的主变和高压厂变通常采用油浸式电力变压器，由于其处于电能输送关键路线上，其运行可靠与否也就密切关系到电厂运行的经济性。

乙炔是判断变压器内部某些放电性故障非常具价值的特征气体，其在变压器油中的含量事关变压器的安全运行，而乙炔气体一旦产生，分析其产生原因和处理故障的周期较长、困难较大。

近几年来，已发生多起由于变压器油中含乙炔导致的重大质量事件，对电厂及电网均造成重大影响。本文结合某电厂变压器油中乙炔含量不同及变化的若干案例，对沈阳油浸式变压器乙炔含量做些探讨，阐述了油中溶解气体色谱分析（DGA）的应用问题并探讨其优化，对真空滤油这一处理措施提出若干建议。

1 油中乙炔

乙炔是判断变压器内部某些放电性故障非常具价值的特征气体。这是因为，变压器绝缘油在正常情况下很少会分解产生乙炔气体，绝缘油发生高温（800℃～1000℃）热解才产出乙炔，当温度降低时，热解反应迅速被抑制，低于800℃时，只产生少量乙炔；

而过热通常由于变压器内局部放电造成，高能量放电（如短路造成的闪络、沿面放电或电弧）产生较多乙炔，低能量放电（如火花放电或电弧）产生少量乙炔。

1.1 油中乙炔对变压器运行的影响

油中乙炔，在一般情况下，不会影响变压器的安全运行。乙炔气体与其他特征气体对变压器安全运行的影响与空气相同，主要表现为油中含气量过高时对油的电气性能会有一定影响。

但无论是由何种原因引起，一旦变压器油中出现了乙炔或气体浓度超标时，还是需要特别注意，应提前将其作为一种缺陷看待，开始分析查找乙炔产生的原因。

1.2 油中乙炔含量要求与注意值

DL/T722-2000《变压器油中溶解气体分析和判断导则》（以下简称《导则》）给出了相应的含量要求与注意值标准。在变压器投运前，要求乙炔含量为0μL/L；运行中变压器乙炔含量注意值分别为1μL/L（330kV及以上）和5μL/L（220kV及以下）。

不过，大量事实证明，大多数变压器的油中乙炔含量超过注意值后仍可继续运行，可以等待直到有停电窗口时再进行处理；而少数变压器的油中乙炔含量在远小于注意值时却必须尽快停电排除故障。

也正因为如此，对运行中变压器油中乙炔含量，不应在达到《导则》规定注意值时才追踪分析，而应当于发现气体浓度高于出厂和投运前的限值时就给予重视并查明原因。

2 DGA与三比值法

变压器油中溶解气体色谱分析（以下简称DGA），是诊断油浸式变压器内部故障的较为有效方法之一。

DGA检测的对象是特征气体氢气（H2）、甲烷（CH4）、乙烷（C2H6）、乙烯（C2H4）、乙炔（C2H2）、一氧化碳（CO）和二氧化碳（CO2），其中4种烃类气体（CH4、C2H6、C2H4、C2H2）含量的总和称为总烃。

这些特征气体的组成和含量与变压器内部故障的类型及故障严重程度密切相关，取油样进行色谱分析时不需要停电。

一旦油色谱分析异常，可正确利用特征气体组分来判断故障，而三比值法是判断故障类型的主要方法，可参考下图1展开故障分析判断和设备检查。

图1 油色谱分析异常

但利用三比值法，只有当根据气体各组分含量的注意值或气体增长率的注意值有理由判断设备可能存在故障时，气体比值才是有效的，并应予计算。而若气体含量正常，且无增长趋势的设备，比值则没有意义。现就具体案例进行介绍阐述。