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(gè)非常重要的部分，電力系統(tǒng)的正常運(yùn)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(huì)對(duì)電網(wǎng)的正常運(yùn)行造成極大的影響，所以說對(duì)電力變壓器進(jìn)行故障診斷就顯得非常有必要。但在實(shí)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(jī)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(duì)電力變壓器故障原因進(jìn)行準(zhǔn)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(chǔ)上，對(duì)一些故障診斷方法進(jìn)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(guān)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(duì)于電力系統(tǒng)而言非常的重要，它在整個(gè)電力系統(tǒng)中發(fā)揮著十分重要的作用，同時(shí)也是輸變電系統(tǒng)中最為關(guān)鍵的一個(gè)環(huán)節(jié)。通過電力變壓器，最主要就是實(shí)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(yùn)行，必須首先要保證電力變壓器的正常運(yùn)行，同時(shí)，電力變壓器的正常運(yùn)行也是提供更加可靠、優(yōu)質(zhì)和經(jīng)濟(jì)的電能的重要保證，電力變壓器的健康狀況和運(yùn)行狀況都將對(duì)整個(gè)電力系統(tǒng)的安全產(chǎn)生重大的影響。因?yàn)橐坏╇娏ψ儔浩鞒霈F(xiàn)故障，不僅會(huì)影響到電力系統(tǒng)的輸電能力，甚至還可能會(huì)造成電力系統(tǒng)的大規(guī)模癱瘓以及人身事故，進(jìn)而給電力系統(tǒng)和居民都帶來嚴(yán)重的損失。所以說提高變壓器運(yùn)行維護(hù)和技術(shù)管理水平是非常有必要的，同時(shí)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(gè)重要問題。隨著電力變壓器的現(xiàn)代化，對(duì)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(yùn)行的高可靠性和檢修的經(jīng)濟(jì)性已經(jīng)成為了電力系統(tǒng)降低運(yùn)行成本的一個(gè)關(guān)鍵。所以說建立起一種更好的電力變壓器維護(hù)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(huì)產(chǎn)生這種故障，主要是由以下幾個(gè)方面的原因所造成的。第一，有可能是因?yàn)榇┬穆菟ǖ慕^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(huì)出現(xiàn)部分短路的問題，進(jìn)而產(chǎn)生部分渦流的現(xiàn)象。如果有兩個(gè)或者兩個(gè)以上的穿心螺栓出現(xiàn)了這種現(xiàn)象，就會(huì)形成短路匝，從而會(huì)使得整個(gè)主磁道過熱，嚴(yán)重時(shí)甚至還會(huì)使得整個(gè)鐵芯都被燒毀。同時(shí)，如果主磁道過熱的話，相關(guān)的絕緣體也可能會(huì)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(huì)出現(xiàn)老化或者損壞的情況，往往都是因?yàn)闀r(shí)間過長(zhǎng)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(huì)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(jìn)行對(duì)接的過程中，出現(xiàn)了對(duì)接不到位的問題，也會(huì)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(huì)出現(xiàn)絕緣系統(tǒng)故障，很大一部分原因就是因?yàn)榻^緣受潮，其次，還有可能是因?yàn)樵谧儔浩鬟\(yùn)行的過程中，所承載的負(fù)荷過強(qiáng)，而且在高負(fù)荷的情況下，還沒有采取相關(guān)的措施對(duì)其進(jìn)行有效的維護(hù)，所以就會(huì)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(yán)重的影響，從而導(dǎo)致絕緣系統(tǒng)故障的出現(xiàn)。如果在對(duì)整體電力變壓器的絕緣結(jié)構(gòu)進(jìn)行設(shè)計(jì)的時(shí)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(shí)就會(huì)因?yàn)槲廴窘橘|(zhì)的影響而使得絕緣件無效，還有因?yàn)橛坞x氣體的存在而使得介質(zhì)過熱，從而進(jìn)一步導(dǎo)致絕緣故障。另外，之所以會(huì)產(chǎn)生變壓器漏油故障，主要原因就是對(duì)變壓器的密封結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)存在缺陷，進(jìn)而造成滲漏的情況。此外，如果在生產(chǎn)的過程中，技術(shù)人員的焊接不夠到位，也會(huì)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(shù)診斷

隨著當(dāng)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(yīng)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(shù)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(hù)人員關(guān)于電力變壓器故障診斷的一些經(jīng)驗(yàn)和知識(shí)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(shí)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(shí)庫得到不斷的完善和豐富，有效的為工作人員進(jìn)行電力變壓器故障檢修提供一些可靠的參考。當(dāng)前應(yīng)用得較多的人工智能技術(shù)有專家系統(tǒng)、神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)和遺傳算法等，但是由于技術(shù)方面的限制，每一種人工智能技術(shù)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(shù)結(jié)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(luò)與專家系統(tǒng)進(jìn)行有效的結(jié)合，這樣可以有效的提高故障判斷的正確率。隨著當(dāng)前傳感技術(shù)和信息處理技術(shù)的不斷發(fā)展，人工智能技術(shù)在電力變壓器的故障診斷中將有著更加成熟的應(yīng)用。

3.2 推理技術(shù)診斷

一般而言，要進(jìn)行良好的電力變壓器故障診斷，必須要對(duì)電力變壓器的結(jié)構(gòu)有一個(gè)全面的認(rèn)識(shí)，而且還要對(duì)電力變壓器的設(shè)計(jì)、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(yùn)行及現(xiàn)場(chǎng)的診斷，同時(shí)，對(duì)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(gè)綜合性非常強(qiáng)的工作，當(dāng)前主要是依據(jù)推理方法來獲得相應(yīng)的故障信息的，對(duì)于電力變壓器的推理技術(shù)診斷大致包括以下幾種。第一是簡(jiǎn)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(biāo)準(zhǔn)的過于絕對(duì)化的情況；第二種是復(fù)雜模式識(shí)別，通過復(fù)雜模式識(shí)別可以測(cè)得一些復(fù)雜的具有內(nèi)在聯(lián)系的數(shù)據(jù)，進(jìn)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(luò)和證據(jù)理論等多種方法，可以實(shí)現(xiàn)故障診斷的多級(jí)決策。

4 結(jié)束語

電力變壓器對(duì)于電力系統(tǒng)的正常運(yùn)行有著非常重要的作用，所以務(wù)必要對(duì)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(duì)電力變壓器故障進(jìn)行有效的診斷，從而保證電力系統(tǒng)的安全和正常運(yùn)行。

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