電力變壓器故障診斷方法研究

楊鳳春　賈本巖　張麗娟

摘 要：電力變壓器是電力系統(tǒng)中一個非常重要的部分，電力系統(tǒng)的正常運行離不開電力變壓器的保障。如果電力變壓器發(fā)生故障，將會對電網(wǎng)的正常運行造成極大的影響，所以說對電力變壓器進行故障診斷就顯得非常有必要。但在實際的工作中，電力變壓器故障診斷卻一直存在著許多的問題，其中最為突出的問題就是隨機性問題和模糊性問題，為了有效的解決這些問題，人們嘗試了各種各樣的方法試圖來對電力變壓器故障原因進行準確的分析，以便能夠更加妥善的處理電力變壓器故障。文章在分析常見的電力變壓器故障的基礎上，對一些故障診斷方法進行了一定的研究，以期為電力變壓器故障診斷提供一些參考。

關鍵詞：電力變壓器；變壓器故障；故障診斷

1 概述

電力變壓器對于電力系統(tǒng)而言非常的重要，它在整個電力系統(tǒng)中發(fā)揮著十分重要的作用，同時也是輸變電系統(tǒng)中最為關鍵的一個環(huán)節(jié)。通過電力變壓器，最主要就是實現(xiàn)電壓變換、電能分配和傳輸。所以說要想使得電力系統(tǒng)能夠安全地運行，必須首先要保證電力變壓器的正常運行，同時，電力變壓器的正常運行也是提供更加可靠、優(yōu)質(zhì)和經(jīng)濟的電能的重要保證，電力變壓器的健康狀況和運行狀況都將對整個電力系統(tǒng)的安全產(chǎn)生重大的影響。因為一旦電力變壓器出現(xiàn)故障，不僅會影響到電力系統(tǒng)的輸電能力，甚至還可能會造成電力系統(tǒng)的大規(guī)模癱瘓以及人身事故，進而給電力系統(tǒng)和居民都帶來嚴重的損失。所以說提高變壓器運行維護和技術管理水平是非常有必要的，同時減少電力變壓器故障的發(fā)生也是電力系統(tǒng)迫切需要解決的一個重要問題。隨著電力變壓器的現(xiàn)代化，對變壓器的故障診斷和檢修都提出了更高的要求，電力變壓器運行的高可靠性和檢修的經(jīng)濟性已經(jīng)成為了電力系統(tǒng)降低運行成本的一個關鍵。所以說建立起一種更好的電力變壓器維護方式是十分必要的。

2 電力變壓器故障類型及其原因

2.1 電力變壓器中的磁路故障以及原因

電力變壓器中的磁路故障是一種常見的故障，之所以會產(chǎn)生這種故障，主要是由以下幾個方面的原因所造成的。第一，有可能是因為穿心螺栓的絕緣管存在著過短或者破損和移位的情況，如果絕緣管過短或者出現(xiàn)破損和移位的情況，鐵芯硅鋼片中就會出現(xiàn)部分短路的問題，進而產(chǎn)生部分渦流的現(xiàn)象。如果有兩個或者兩個以上的穿心螺栓出現(xiàn)了這種現(xiàn)象，就會形成短路匝，從而會使得整個主磁道過熱，嚴重時甚至還會使得整個鐵芯都被燒毀。同時，如果主磁道過熱的話，相關的絕緣體也可能會被燒壞，使得臨近的組匝出現(xiàn)短路的問題。第二，鐵芯硅鋼片中間的絕緣體之所會出現(xiàn)老化或者損壞的情況，往往都是因為時間過長和受到各種客觀因素的影響。在這種情況下，十分容易形成循環(huán)渦流，而且該循環(huán)渦流還會造成絕緣體過熱，從而使得其它部件的安全也受到一定程度的威脅。第三，如果鐵芯上的鐵軛和鐵心柱在進行對接的過程中，出現(xiàn)了對接不到位的問題，也會引起渦流并出現(xiàn)過熱的現(xiàn)象。

2.2 電力變壓器中絕緣系統(tǒng)故障和變壓器漏油故障的形成原因

除了磁路故障之外，電力變壓器常見的故障還有絕緣系統(tǒng)故障和漏油故障，之所以會出現(xiàn)絕緣系統(tǒng)故障，很大一部分原因就是因為絕緣受潮，其次，還有可能是因為在變壓器運行的過程中，所承載的負荷過強，而且在高負荷的情況下，還沒有采取相關的措施對其進行有效的維護，所以就會使得絕緣油出現(xiàn)老化的情況，并且依附在線匝上，使得線匝受到嚴重的影響，從而導致絕緣系統(tǒng)故障的出現(xiàn)。如果在對整體電力變壓器的絕緣結構進行設計的時候，沒有充分的考慮存在相間絕緣裕度不足的情況，也容易造成絕緣故障。除此之外，電力變壓器如果在生產(chǎn)的過程中其表面被污染了或者存在氣泡，這樣表面在放電時就會因為污染介質(zhì)的影響而使得絕緣件無效，還有因為游離氣體的存在而使得介質(zhì)過熱，從而進一步導致絕緣故障。另外，之所以會產(chǎn)生變壓器漏油故障，主要原因就是對變壓器的密封結構設計存在缺陷，進而造成滲漏的情況。此外，如果在生產(chǎn)的過程中，技術人員的焊接不夠到位，也會造成滲漏油的情況。

3 電力變壓器故障診斷方法

3.1 人工智能技術診斷

隨著當前人工智能理論的出現(xiàn)和不斷的發(fā)展，人工智能理論越來越多的被應用在了電力變壓器的故障診斷之中，為電力變壓器的故障診斷技術開辟了一條新的途徑。通過人工智能的理論和方法，可以有效的將電力維護人員關于電力變壓器故障診斷的一些經(jīng)驗和知識加以系統(tǒng)化，從而建立起電力變壓器故障診斷和檢修的知識庫，通過這樣不斷的積累，可以使得電力變壓器故障診斷與檢修知識庫得到不斷的完善和豐富，有效的為工作人員進行電力變壓器故障檢修提供一些可靠的參考。當前應用得較多的人工智能技術有專家系統(tǒng)、神經(jīng)網(wǎng)絡和遺傳算法等，但是由于技術方面的限制，每一種人工智能技術多多少少都還存在著一些不足，所以需要將各種人工智能技術結合起來使用，從而有效的彌足各自的不足，比如說可以將人工神經(jīng)網(wǎng)絡與專家系統(tǒng)進行有效的結合，這樣可以有效的提高故障判斷的正確率。隨著當前傳感技術和信息處理技術的不斷發(fā)展，人工智能技術在電力變壓器的故障診斷中將有著更加成熟的應用。

3.2 推理技術診斷

一般而言，要進行良好的電力變壓器故障診斷，必須要對電力變壓器的結構有一個全面的認識，而且還要對電力變壓器的設計、制造工藝都有一定程度的了解，這樣可以有效的豐富生產(chǎn)運行及現(xiàn)場的診斷，同時，對于電力變壓器的維修也起到了重要的作用。所以說電力變壓器的故障診斷工作是一個綜合性非常強的工作，當前主要是依據(jù)推理方法來獲得相應的故障信息的，對于電力變壓器的推理技術診斷大致包括以下幾種。第一是簡單閥值比較法，通過這種方法可以避免電力變壓器故障判斷標準的過于絕對化的情況；第二種是復雜模式識別，通過復雜模式識別可以測得一些復雜的具有內(nèi)在聯(lián)系的數(shù)據(jù)，進而有效的幫助電力變壓器的故障診斷；第三種是綜合故障診斷方法，綜合診斷方法利用了人工神經(jīng)網(wǎng)絡和證據(jù)理論等多種方法，可以實現(xiàn)故障診斷的多級決策。

4 結束語

電力變壓器對于電力系統(tǒng)的正常運行有著非常重要的作用，所以務必要對電力變壓器的故障診斷工作引起足夠的重視，采取各種方式對電力變壓器故障進行有效的診斷，從而保證電力系統(tǒng)的安全和正常運行。

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