电力变压器故障诊断及分析方法研究.pdf

239 科学管理2023年第11期变压器是电力系统的核心设备之一，在具体的工作中起到了电力分配、电压变化的作用。从目前的应用情况来看，电力变压器种类比较多，门类比较杂，而且在电网中的有着分布广泛的特点，几乎每时每刻都在工作，所以其故障率通常高于其他设备。因此，做好这方面的工作对电力系统的稳定发展有着非常积极的意义1。1 电力变压器常见故障类型分析（1）由于变压器设备老化或者安装操作不当而引起的渗油故障。这种故障现象比较常见，渗出来的油无法回收，这样不但会增加电力企业的运营成本，也会对整个电网的经济性产生不良影响。另一方面，这种故障引发的环境问题也值得考虑，变压器中的油污染性比较强，还会散发出气味，会对大气、周围土地等产生污染。（2）变压器油的温度发生了异常。油温异常在变压器的运行中屡见不鲜，油温的升高会使得变压器内部一些部件的工作异常，甚至会烧坏一些敏感部件。（3）电路方面的故障。这种故障多发于线路的连接方面，比如短路、断路故障，这种故障比较危险，在处理时通常需要更换绕组，若短路的面积较大，则需要更换更多的绕组，这样不但需要耗费大量的时间，而且还会耗费人力、物力。（4）由于接头过热而引发的故障。在变压器的工作过程中，某些部件一直在不停地旋转、运动，这种情下很多接头会出现磨损或者松动的情况，而激荡电流却是不会停止的，那么松动、磨损的接线头在激荡电流下就会温度骤升，进而烧坏线头。这种现象可以通过定期检测进行排除，只要工作人员按照检测制度进行常规的检测是能够对这些情况进行预判，工作人员可以提前更换线头或者紧固线头。（5）铁芯部位的故障。铁芯故障有着明显的特征，工作人员先通过观察和触摸来进行初步判断。一般来说，铁芯发生故障后变压器有着明显的变化，也就是说变压器会出现明显的涡流情况，电流会出现明显的波动。在电流长时间的波动下，变压器中的一些元件就会加速老化，功能也减退。在目前的电力系统中，铁芯质量如果达不到业内标准、硅钢片出现松动等都可以引发这种现象。（6）变压器出现异响。变压器在正常工作中会发出比较平稳的、规律化的声音，如果变压器突然出现了不规律的、较大的响动，那么极可能发生了故障，其中运行负荷过大、内部结构发生了松动以及绝缘元件发生损坏等均可引起变压器异响。（7）变压器内部磁路发生故障。这种故障在变压器运行中也是比较常见的，产生这种现象的原因有很多，情况也相对比较复杂，这种情况与第五类比较相似，铁芯及其叠片等部件的功能受损均可以导致变压器停止工作，进而导致磁路发生故障。而且，在变压器的运行中由于共振作用的影响，变压器内部的铁芯以及周边的结构紧固螺栓等部件因为电磁的作用产生共振，在长期的共振下，铁芯及其周边的结构质量会受到影响，其绝缘性能会逐渐地减退，进而导致变压器故障2。2 电力变压器故障检测技术分析2.1 油气分析油气分析技术在目前的变压器诊断中是一种常用的技术，主要是通过对变压器油气分析，来判断变压器的故障情况。在发生故障之后，工作人员需要先对变压器的外观情况进行检查，如果出现了漏油的情况，工作人员是可以通过表面看出来的，这时，变压器表面会出现油渍，而且会反光。一般来说，目前国内的变压器设备中都设置油位计，若工作人员怀疑出现了漏油的情况，第一反应是对油位计进行检测，若油位计处于正电力变压器故障诊断及分析方法研究任佳昕西山煤电（集团）发电事业部 山西 太原 030053摘要：变压器安全稳定的运行状态到电能的分配以及电压转换的顺利实现都在电力系统中起到了关键的作用，因此对变压器的故障诊断极其重要。首先阐述了变压器的故障机理和常见的故障类型；其次详细分析了各种传统及现有的变压器故障诊断方法，指出变压器故障诊断技术需要解决的问题；最终提出变压器故障诊断未来的研究重点及发展趋势，为变压器故障诊断提供一定的参考。关键词：变压器 电力系统 故障诊断科学管理 240 2023年第11期常状态中，那么就需要进行气体的检测。其主要的原理为：变压器在运行过程中，当温度升高时会生成大量的烃类气体，而且温度越高、烃类气体的数量也就会增多，因此，就可以通过对烃类气体的检测来判断变压器的运行状态。2.2 红外光谱技术红外光谱技术是一种相对比较先进的技术，其效果也得到了业内人士认可。电力变压器在运行中本身会释放出大量的氢气，常规的检测方式会受到氢气的干扰，进而导致检测精度的降低，这种技术氢气是无法干扰到相关设备的，而且其精确度更高。在目前的应用实践中，这类仪器已经非常成熟，这些仪器都是基于红外光谱技术而工作的，而且仪器的成本不高，质量较好，操作简单，技术人员也不需要掌握特殊的技能，只要按照操作流程，做好气体的收集，然后用设备检测就行了，因此该技术在目前的变压器检测中应用较为广泛。2.3 绕组直流电阻检测技术该技术在变压器检测中也是比较常见的，基本上基层的工作人员都能够很好地掌握这项技术，而且在应用中也比较熟练。该技术在应用时能够对变压器内部的情况进行检测，可以实现不拆开外壳而对变压器内部的线路连接情况进行测定，同时还能够判断变压器是否发生绕组匝间短路等复杂情况。2.4 局部放电故障检测技术这种检测技术一般适用于大型的电网线路中，亦可以用于电厂集中、绝缘性比较差的区域结构中，在变压器的正常工作中，其内部不可避免地会出现局部放电的情况，但是当局部放电的电量超过警戒值之后，就会对变压器内部的其他元件产生较大的损伤，引起变压器的故障。若变压器内部存在着局部放电异常的情况，采用上述的油气检测方式也可行，但是那种检测方法比较繁琐，且耗时耗力，尤其是在局部放电比较严重的情况下，油气检测技术会产生一定的误差，难以得到准确地结论。因此，当变压器出现了局部放电的情况后，工作人员首先对变压器的运行状态进行判断，如果有迹象表明该故障类型类似于局部放电故障，那么需要将其电压数值提高，在高电压的情况下，变压器的运行状态会发生改变，从而呈现出不一样的情况，这样就可以帮助工作人员来分辨故障的位置以及类型。然后，工作人员根据实际环境特点以及变压器的情况选用电气法或者超声波法即可定位故障发生的位置。2.5 智能检测技术电力系统在不断发展，电力检修技术也在不断地进步，尤其是计算机通信技术、电子科技技术的发展与进步，使检修技术的智能化趋势也更加明显，智能故障诊断技术已经逐步地应用在变压器的检修过程中，极大地提高了故障诊断的及时性。在传统的故障诊断中，一般需要依靠工作人员的经验以及设备的辅助来进行检测与诊断，其效率性难以得到保证。而智能诊断技术能够通过先进的计算机技术来进行故障排查，并且对可能引发故障的原因进行分析，同时也能够为工作人员提供检修的建议，这样不但提高了故障检修的目的性，而且还缩短了故障定位的时间，其效率得到了显著提升。在目前的智能检测技术中，人工神经网络技术、遗传算法以及专家系统法等技术方法已经逐渐地应用在智能检测过程中，解决了以往故障排查、处理过程中难以攻克的问题。结论对变压器的结构及常见故障进行详细的介绍，并对故障进行分类，分析产生故障的原因。针对传统方法的不足，需要一种方法能够及时地对变压器故障做出精准的判断。近几年人工智能方法的兴起为变压器故障诊断的研究领域提供了新途径。但是人工智能的开发是一个漫长的过程，需要不断从算法上进行创新和完善。人工智能诊断方法应用在变压器故障诊断领域的适用性还有待提高。为此所有基于人工智能算法在理论和工程应用之间还存在着一定距离，需要进一步进行探索。参考文献1 严莉，王维建，周东华.变压器故障诊断的油色谱分析方法综述 J.控制工程，2003，10(6):4.2 胡青，孙才新，杜林，等.核主成分分析与随机森林相结合的变压器故障诊断方法 J.高电压技术，2010(7):1725.