很多電力運維企業(yè)、工礦電站的技術(shù)人員近期咨詢兩個核心問題：一是怎么通過變壓器油中溶解氣體分析提升變壓器絕緣監(jiān)測的準(zhǔn)確率，二是DGA分析的故障診斷原理能不能覆蓋絕大多數(shù)變壓器潛伏性故障。作為目前電力行業(yè)應(yīng)用較為廣泛的變壓器狀態(tài)檢測手段，相關(guān)技術(shù)的落地應(yīng)用既需要適配B端用戶的成本、效率需求，也需要符合G端用戶的規(guī)范、監(jiān)管要求。

一、變壓器絕緣監(jiān)測的核心技術(shù)路徑：變壓器油中溶解氣體分析的應(yīng)用價值

變壓器作為電網(wǎng)輸配電、電站電能轉(zhuǎn)換的核心設(shè)備，其運行狀態(tài)直接關(guān)系到整個電力系統(tǒng)的穩(wěn)定性，而變壓器絕緣監(jiān)測是設(shè)備運維的核心環(huán)節(jié)。傳統(tǒng)的定期停電檢修不僅會產(chǎn)生不小的停電損失，還可能漏檢運行過程中出現(xiàn)的動態(tài)故障，而變壓器油中溶解氣體分析的普及，很好地解決了這一痛點。

對于火電、水電、新能源電站以及大型工礦企業(yè)的自配電站等B端用戶而言，變壓器油中溶解氣體分析的應(yīng)用場景覆蓋了新設(shè)備投運驗收、日常運維巡檢、故障后專項排查全流程。新變壓器注油后，需要通過檢測油中特征氣體的初始值建立基準(zhǔn)臺賬；日常運維中每3到12個月開展一次定期檢測，*能及時發(fā)現(xiàn)內(nèi)部的潛伏性故障；當(dāng)變壓器出現(xiàn)跳閘、溫度異常等問題時，通過氣體分析可以快速定位故障類型，縮短檢修周期。

目前主流的檢測方式中，離線檢測憑借成本低、操作靈活的優(yōu)勢，占了應(yīng)用總量的七成以上，常用的檢測設(shè)備包括油色譜分析儀，可一次性檢測出油中H?、CO、CO?、CH?、C?H?、C?H?、C?H?共7種特征氣體的含量，檢測精度達(dá)到μL/L級，滿足絕大多數(shù)場景的檢測需求。同時搭配絕緣油介損測試儀，可同步檢測絕緣油的介質(zhì)損耗因數(shù)、體積電阻率等參數(shù)，和氣體分析結(jié)果交叉驗證，進(jìn)一步降低誤判概率【1】。而對實時性要求較高的特高壓變電站、核心樞紐電站，則可以配置在線式油色譜分析裝置，實現(xiàn)24小時不間斷數(shù)據(jù)采集，異常情況自動告警，進(jìn)一步提升運維響應(yīng)速度。

二、DGA分析的故障診斷原理：特征氣體與故障類型的映射邏輯

很多用戶關(guān)心的DGA分析，本質(zhì)上*是變壓器油中溶解氣體分析的簡稱，其故障診斷原理的核心邏輯是油紙絕緣的熱分解特性。變壓器內(nèi)部的絕緣材料主要是礦物絕緣油和絕緣紙、絕緣紙板，當(dāng)內(nèi)部出現(xiàn)過熱、放電等異常工況時，局部的高溫會導(dǎo)致絕緣材料發(fā)生分解，產(chǎn)生低分子烴類、碳氧化物等氣體，這些氣體會逐漸溶解在絕緣油中，不同的故障類型對應(yīng)的產(chǎn)氣組分、產(chǎn)氣速率都有明顯差異。

具體來看，當(dāng)內(nèi)部出現(xiàn)局部過熱故障時，絕緣油分解的主要產(chǎn)物是CH?、C?H?，隨著溫度升高，高烴類氣體的占比會逐步提升；如果是局部放電類故障，會產(chǎn)生大量的H?和少量的CH?；如果是電弧放電等高能故障，短時間內(nèi)會產(chǎn)生大量的C?H?和H?，這類故障的危險性較高，如果不能及時發(fā)現(xiàn)很可能導(dǎo)致變壓器燒毀【2】。

目前行業(yè)內(nèi)通用的診斷方法包括三比值法、大衛(wèi)三角形法、立方體法等，其中三比值法憑借操作簡單、準(zhǔn)確率較高的特點，是應(yīng)用較為廣泛的判斷依據(jù)。比如某分布式光伏電站的220kV主變在季度巡檢中，通過油色譜分析檢測出油中C?H?含量達(dá)到12μL/L，已經(jīng)超過GB/T 7252規(guī)定的注意值，結(jié)合三比值法計算結(jié)果，判斷為內(nèi)部存在低能放電故障，運維人員隨后停電檢修發(fā)現(xiàn)分接開關(guān)接觸不良，及時打磨修復(fù)后排除了故障，避免了數(shù)百萬元的設(shè)備損失。

對于G端用戶而言，故障診斷原理的應(yīng)用需要嚴(yán)格遵循現(xiàn)行的*標(biāo)準(zhǔn)和行業(yè)規(guī)范，目前國內(nèi)執(zhí)行的核心標(biāo)準(zhǔn)是GB/T 7252-2001《變壓器油中溶解氣體分析和判斷導(dǎo)則》，不同電壓等級的變壓器檢測周期、判斷閾值都有明確的規(guī)定，監(jiān)管部門、公共事業(yè)單位在開展變壓器運維考核、安全檢查時，都會將是否符合該標(biāo)準(zhǔn)的要求作為核心考核指標(biāo)。

三、不同用戶的油色譜分析落地方案：兼顧效率、成本與合規(guī)要求

針對B端用戶和G端用戶的不同需求，油色譜分析的落地配置也有不同的方案，用戶可以根據(jù)自身的場景靈活選擇。

對于裝機容量較小的私營電站、工礦企業(yè)自配電站等B端用戶，成本控制和檢測效率是核心訴求，可以選擇離線檢測方案，配置一臺便攜式油色譜分析儀，搭配絕緣油介損測試儀，總投入成本較低，運維人員只需要經(jīng)過簡單培訓(xùn)*能掌握操作方法，按照標(biāo)準(zhǔn)流程取油樣后，30分鐘左右*能得到完整的檢測結(jié)果，完全滿足日常運維的需求。如果沒有配置專職的運維團隊，也可以委托具備相關(guān)資質(zhì)的第三方檢測機構(gòu)開展定期檢測，無需承擔(dān)設(shè)備采購成本，只需要支付檢測服務(wù)費即可。

對于大型電網(wǎng)企業(yè)、超大型電站等對實時性要求較高的B端用戶，可以采用“在線監(jiān)測+離線巡檢”的組合方案，在線式油色譜分析裝置24小時采集數(shù)據(jù)，實現(xiàn)不間斷的變壓器絕緣監(jiān)測，每季度再用離線設(shè)備開展一次復(fù)核檢測，同時用絕緣油介損測試儀檢測油質(zhì)老化情況，既保證了響應(yīng)速度，又降低了誤判的概率。

對于政府監(jiān)管部門、公共事業(yè)單位等G端用戶，合規(guī)性和數(shù)據(jù)可溯源是核心訴求，首先需要確保所使用的油色譜分析儀、絕緣油介損測試儀等設(shè)備具備對應(yīng)的校準(zhǔn)證書，檢測人員具備相應(yīng)的從業(yè)資質(zhì)，檢測流程嚴(yán)格遵循行業(yè)規(guī)范，所有檢測數(shù)據(jù)、檢測報告都要歸檔留存，作為設(shè)備全生命周期管理的憑證，滿足電力安全監(jiān)管的要求。在開展公共電網(wǎng)的變壓器運維招標(biāo)時，也需要將相關(guān)的設(shè)備資質(zhì)、人員資質(zhì)作為投標(biāo)的前置條件，確保運維服務(wù)符合規(guī)范要求【3】。

四、DGA分析的常見誤區(qū)與優(yōu)化建議

在實際應(yīng)用過程中，很多用戶對DGA分析的應(yīng)用存在一些誤區(qū)，導(dǎo)致故障漏判、誤判的情況時有發(fā)生，結(jié)合故障診斷原理和行業(yè)應(yīng)用經(jīng)驗，我們整理了幾個核心的優(yōu)化建議。

第一個誤區(qū)是只看單一氣體的*，忽略產(chǎn)氣速率。按照GB/T 7252的要求，判斷故障不僅要看特征氣體的含量是否超過注意值，還要看相對產(chǎn)氣速率和*產(chǎn)氣速率，比如某臺變壓器的C?H?含量為4μL/L，沒有超過5μL/L的注意值，但是每月的相對產(chǎn)氣速率超過10%，說明內(nèi)部故障正在快速發(fā)展，需要及時開展專項排查。

第二個誤區(qū)是只做油色譜分析，忽略其他絕緣性能檢測。很多時候油中特征氣體含量異常不一定是內(nèi)部故障導(dǎo)致的，也可能是絕緣油老化、油質(zhì)不合格等原因?qū)е碌模@時候搭配絕緣油介損測試儀的檢測結(jié)果，*能有效區(qū)分故障類型，如果介損值明顯超標(biāo)，說明油質(zhì)老化嚴(yán)重，只需要過濾或者更換絕緣油即可解決問題，不需要停電吊罩檢修。

第三個誤區(qū)是檢測流程不規(guī)范導(dǎo)致數(shù)據(jù)失真。油樣采集、運輸、檢測的每一個環(huán)節(jié)都可能影響*終的檢測結(jié)果，比如取油樣時混入空氣，或者運輸過程中溫度過高，都可能導(dǎo)致氣體含量檢測結(jié)果偏高，因此操作人員需要嚴(yán)格按照標(biāo)準(zhǔn)流程開展作業(yè)，定期對油色譜分析儀進(jìn)行校準(zhǔn)，確保檢測數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性。

對于G端用戶而言，除了上述技術(shù)層面的要求，還需要建立完善的變壓器絕緣監(jiān)測管理制度，明確不同電壓等級設(shè)備的檢測周期、數(shù)據(jù)留存要求、異常響應(yīng)流程，定期對運維情況開展抽查，確保各項制度落到實處，提升區(qū)域內(nèi)電力設(shè)備的運行安全水平。

五、參考文獻(xiàn)

【1】GB/T 7252-2001 變壓器油中溶解氣體分析和判斷導(dǎo)則

【2】DL/T 1463-2015 變壓器油中溶解氣體在線監(jiān)測裝置技術(shù)規(guī)范

【3】*電網(wǎng)有限公司電力變壓器運維檢修規(guī)程