電力變壓器的故障診斷方法探析

王春明

摘 要：現(xiàn)階段，隨著社會(huì)的發(fā)展，電力系統(tǒng)的發(fā)展也有了很大的提高。電力變壓器在維持電力運(yùn)轉(zhuǎn)中起著至關(guān)重要的作用，然而總會(huì)有各種各樣的原因?qū)е码娏ψ儔浩靼l(fā)生故障。當(dāng)電力變壓器出現(xiàn)問題時(shí)，相關(guān)檢修工作者通常要全方位地進(jìn)行分析，以此診斷出發(fā)生故障的根本原因，從而決定最適合的解決辦法，來維持電力系統(tǒng)的基本工作。鑒于此，對(duì)電力變壓器的故障診斷方法進(jìn)行探析。

關(guān)鍵詞：電力變壓器；故障診斷；方法探析

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電力變壓器的故障診斷方法

3.1目前我國常用的故障診斷方法

目前我國對(duì)于電力變壓器的檢測(cè)方法都是利用變壓器的表面特征來判斷的，但是這種方法并沒有起到很好的作用。因?yàn)橐帽砻娴奶卣鱽砼袛嘧儔浩魇欠癯霈F(xiàn)故障，就需要用大量的實(shí)際故障例子來對(duì)比，但是實(shí)際中對(duì)于這些樣本數(shù)據(jù)的獲取是非常困難的。而且由于不同變壓器的電壓容量不同，內(nèi)部的結(jié)構(gòu)也不同，發(fā)生的故障也不盡相同，所以對(duì)于變壓器的故障診斷就會(huì)存在很大的誤差。目前我國還沒有很好的方法來解決這個(gè)問題，而且大多數(shù)的故障診斷方法都因缺乏完善的診斷理論支持而缺乏可信度，所以對(duì)于變壓器的故障預(yù)測(cè)和分析技術(shù)還有很大的提升空間，要提升檢查方法的精準(zhǔn)度，能夠準(zhǔn)確地預(yù)測(cè)到故障發(fā)生的部位，并且能對(duì)未發(fā)生的故障進(jìn)行預(yù)測(cè)，能預(yù)測(cè)到故障的發(fā)展趨勢(shì)。

3.2新的診斷方法

在相關(guān)的科學(xué)家的不懈努力下，國內(nèi)外對(duì)電力變壓器的評(píng)估已經(jīng)取得了可喜的成績(jī)，如用模糊分類器將DGA數(shù)據(jù)進(jìn)行劃分，得到不同的子類；對(duì)每個(gè)類別用模糊的矢量化網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行訓(xùn)練，就可以提高評(píng)估的準(zhǔn)確率。對(duì)相關(guān)的電力設(shè)備進(jìn)行量化評(píng)價(jià)，從而可以得出相應(yīng)的數(shù)據(jù)供管理者參考。但是這種方法注重的是對(duì)變壓器的短路強(qiáng)度還有負(fù)載能力方面的評(píng)價(jià)，而忽略了其它方面的評(píng)估指標(biāo)。

3.3對(duì)電力變壓器故障的診斷方法的未來展望

從影響電力變壓器的外界環(huán)境入手也可以得到很多數(shù)據(jù)，從影響固體絕緣體的水分、氧氣和酸度值來考慮，進(jìn)而就可以發(fā)展為綜合性的變壓器在線檢測(cè)故障的診斷和對(duì)相關(guān)數(shù)據(jù)狀態(tài)評(píng)估。在電力變壓器中，可能發(fā)生的故障主要是由于相關(guān)的機(jī)械發(fā)生故障或者是熱故障和電故障，而且這也是機(jī)械故障的主要表現(xiàn)，所以最重要的就是對(duì)電力變壓器發(fā)生熱故障和電故障的處理。電力變壓器的內(nèi)部構(gòu)造較復(fù)雜，發(fā)生的問題解決起來也就很復(fù)雜，而任何故障的發(fā)生前都會(huì)有征兆，所以對(duì)其發(fā)生的征兆進(jìn)行觀察也就可以得出相應(yīng)的結(jié)論，從而進(jìn)行提前預(yù)防。對(duì)于油中溶解的氣體分析技術(shù)是目前對(duì)充油電力設(shè)備檢測(cè)的常規(guī)手段，主要是因?yàn)槠淠芎芎玫陌l(fā)現(xiàn)變壓器內(nèi)部存在的很多早期故障。在我國，有超過50%的故障都是用這種方法來發(fā)現(xiàn)的。還有就是利用專家系統(tǒng)來進(jìn)行檢修電力變壓器，其原理也就是利用了人工智能來模擬人類的專家來進(jìn)行推理，可以利用電腦中儲(chǔ)存的數(shù)據(jù)來進(jìn)行推理判斷，最后得出可信度較高的結(jié)論。但是由于電力變壓器的檢測(cè)較復(fù)雜，所以檢測(cè)過程中可能存在著很多的誤差，對(duì)專家系統(tǒng)就需要足夠的容錯(cuò)率來適應(yīng)各種不同的因素對(duì)檢測(cè)結(jié)果可能造成的影響，所以，相關(guān)的技術(shù)人員一定要加強(qiáng)對(duì)該方面技術(shù)的研發(fā)，要不斷更新電腦的數(shù)據(jù)庫，使其能夠記錄不同的故障，以期能夠得到更為準(zhǔn)確的結(jié)論。

結(jié)語

電力系統(tǒng)的運(yùn)行中，很多因素會(huì)對(duì)電力變壓器有干擾，導(dǎo)致其發(fā)生故障，這非常不利于電力的穩(wěn)定傳輸。所以，要對(duì)電力變壓器運(yùn)行狀態(tài)中所產(chǎn)生的故障進(jìn)行診斷與排除，維持電力變壓器安全、穩(wěn)定的運(yùn)行狀態(tài)。如此，用戶的基本用電需求可以得到保障，供電公司的經(jīng)濟(jì)利益也能得以增長。

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