電力變壓器故障檢測技術(shù)的現(xiàn)狀與發(fā)展

謝 勇

（國網(wǎng)四川省電力公司廣元供電公司，四川 廣元 628000）

0 引 言

電力變壓器在故障檢測的過程中會隨著制造技術(shù)的發(fā)展而不斷的提升，同時供電穩(wěn)定性也進一步提高。隨著電力智能控制技術(shù)的發(fā)展以及電力企業(yè)間競爭的加劇，電力企業(yè)為了發(fā)揮自身的優(yōu)勢，不斷提升電力變壓器的檢測技術(shù)。常見的檢測技術(shù)包括在線檢測、離線檢測、定時檢測以及常規(guī)檢測等多種形式。在實際的檢測過程中可以單獨采用一種技術(shù)，也可以將多種技術(shù)組合應(yīng)用，以提升變壓器檢測的效率，保證變壓器運行的穩(wěn)定性和安全性。

1 電力變壓器故障檢測技術(shù)現(xiàn)狀

電力變壓器故障檢測技術(shù)種類較多，每種技術(shù)方式都各有優(yōu)勢和不足。

1.1 油氣分析技術(shù)應(yīng)用現(xiàn)狀

油氣分析技術(shù)是利用色譜分析儀對樣油進行分析，進而對變壓器內(nèi)部狀態(tài)進行分析，及時發(fā)現(xiàn)內(nèi)部的隱蔽性故障問題，對故障的早期判斷具有重要的作用[1]。這種方法的原理為烴類氣體產(chǎn)生的速度與溫度具有直接的關(guān)系，速度會隨著溫度的升高而提升（見表1）。但是這種分析技術(shù)在應(yīng)用的過程中也存在一定的劣勢，分析步驟繁瑣，手續(xù)多，檢測的時間長，如果故障發(fā)生的比較突然則難以進行及時的檢驗。目前，相關(guān)研究人員已在不斷研究該技術(shù)弊端的改善方法。

1.2 紅外光譜檢測技術(shù)應(yīng)用現(xiàn)狀

紅外光譜在線檢測的檢測準確性高、速度快、靈敏度強，維修頻率小，同時還能夠?qū)τ捎谧儔浩鞴收蠈?dǎo)致的氣體含量進行準確測定。電力檢測人員可以根據(jù)紅外光譜進行在線檢測，并對由于變壓器導(dǎo)致的待測氣體進行定量分析，觀察能量的具體變化情況。但是紅外光譜檢測技術(shù)也具有一定的不足。紅外光譜對氫氣敏感性不強，所以在氫氣的檢查方面存在問題。

表1 油氣分析實驗表

1.3 電氣檢測技術(shù)應(yīng)用現(xiàn)狀

變壓器在電器檢測過程中檢測的內(nèi)容比較多，包括絕緣電阻、直流電阻、接地電阻以及極化指數(shù)等。其中，絕緣電阻在檢測的過程中，能夠?qū)ψ儔浩鞯氖艹鼻闆r進行判斷。但是受外界環(huán)境的影響，絕緣電阻在變壓器絕緣缺陷的檢測中檢測質(zhì)量存在缺陷，所以需要結(jié)合吸收比、極化指數(shù)等，提升對絕緣檢測的敏感度[2]。在介質(zhì)損耗檢測中，主要是對變壓器受潮情況以及油質(zhì)變性情況等進行檢測，利用介質(zhì)損耗的情況進行判斷。但是介質(zhì)損耗檢測無法對局部受潮情況進行反應(yīng)。這是因為變壓器在應(yīng)用的過程中內(nèi)部結(jié)構(gòu)會逐漸出現(xiàn)臟污，導(dǎo)致檢測的難度提高。繞組直流電阻檢測過程主要檢測的是變壓器的短路情況。

1.4 聲光譜檢測技術(shù)

聲光譜檢測與紅外光譜檢測具有相似性，且聲光譜相對于紅外光譜在氫氣濃度的檢測方面更具有優(yōu)勢，能夠準確地檢測出氫氣的濃度和含量。聲光譜檢測技術(shù)主要利用光聲效應(yīng)以及室內(nèi)氣體對光譜吸收能力等因素對變壓器故障情況進行分析（見圖1）。聲光譜檢測技術(shù)不會受反射光、散射光等因素的影響，提升了檢測的準確率。

圖1 聲光譜檢測技術(shù)圖示

1.5 油化檢測技術(shù)

變壓器正常的油質(zhì)是純凈、透明的，沒有雜質(zhì)和其他的懸浮物，顏色淡黃或者微藍。如果變壓器受潮或者被雜質(zhì)侵染，油質(zhì)就不會呈現(xiàn)透明的狀態(tài)，顏色也會成為黃白色，且表面還可能掛有絮狀物或者油泥等物質(zhì)。這些物質(zhì)的出現(xiàn)會導(dǎo)致變壓器的壽命大大縮減。通過油擊穿測試可以對變壓器的純凈程度進行判斷和測試，進而了解變壓器的使用情況和存在狀態(tài)。

1.6 在線監(jiān)測技術(shù)

在線監(jiān)測技術(shù)主要針對的是局部放電檢測法和振動分析法。其中，局部放電檢測法指的是在變壓器正常運行的過程中，機械內(nèi)部出現(xiàn)故障，導(dǎo)致局部出現(xiàn)放電的情況，對變電器的局部放電情況進行有效判斷，檢測變壓器的安全隱患問題，并采取針對性的解決對策，促進變壓器的安全、穩(wěn)定運行。振動分析法則是變壓器運行過程中，對變壓器振動信號的檢測，并對具體的結(jié)果原因進行分析，從而使變壓器運行狀態(tài)得到有效的檢測，對故障問題的及時發(fā)現(xiàn)具有重要的作用[3]。

1.7 傳感器列陣技術(shù)

傳感器列陣技術(shù)也是變壓器故障檢測過程中的主要技術(shù)形式。在電力檢測過程中，必須靈活地應(yīng)用這種技術(shù)，并合理地應(yīng)用到變壓器故障檢測工作中，提升變壓器的安全運行率，保證變壓器的運行狀態(tài)。需要選擇敏感度及選擇性高的傳感器，并通過在線監(jiān)測的方式提升故障氣體濃度的檢測效率和速度，提升變壓器故障檢測水平[4]。

2 電力變壓器故障檢測的發(fā)展

科技不斷進步，變壓器故障檢測技術(shù)也不斷更新。為了保證檢測技術(shù)的安全性、便捷性及準確性，變壓器故障檢測會逐漸實現(xiàn)智能化和自動化。人工智能的研究主要是通過計算機技術(shù)的應(yīng)用，替代傳統(tǒng)需要人工操作的工作。人工智能的發(fā)展有利于社會發(fā)展狀態(tài)的轉(zhuǎn)變以及人們生活方式、工作方式的創(chuàng)新，使傳統(tǒng)機械化的工作模式被人工智能模式取代[5]。目前，國內(nèi)外對人工智能應(yīng)用的研究有了進一步的發(fā)展，所以變壓器故障檢測也會逐漸向人工智能方面發(fā)展，如專家系統(tǒng)或者神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)等。例如，專家系統(tǒng)是人工智能中應(yīng)用比較廣泛的一種技術(shù)形式。通過專家經(jīng)驗對故障情況進行診斷和分析，并對故障以及原因間的規(guī)則進行判斷，以確定故障出現(xiàn)的具體位置和原因。通過專家系統(tǒng)的應(yīng)用，提升了電力變壓器的檢測效果，同時節(jié)省人力、物力，但是如果變壓器的故障不在專家系統(tǒng)的經(jīng)驗范圍內(nèi)，那么智能技術(shù)將無法解決故障，還是需要依賴于人工。

雖然智能技術(shù)本身具有非常強的優(yōu)勢，在一定程度上可以替代人工，但是任何一種技術(shù)都不是萬能的，都存在一定的限制，必須要對這些方式進行優(yōu)化，通過取長補短的方式結(jié)合應(yīng)用或者選擇性的應(yīng)用，才能夠保證變壓器故障的有效檢測[6]。

3 結(jié) 論

電力變壓器對電力系統(tǒng)的安全、穩(wěn)定運行具有非常重要的作用，而電力系統(tǒng)又是各個行業(yè)發(fā)展的動力源，因此電力變壓器的運行情況影響面非常廣。特別是隨著網(wǎng)絡(luò)時代的到來，用電量、用電范圍以及用電質(zhì)量等各個方面的要求都有所提升。電力企業(yè)必須要加強對變壓器故障檢測技術(shù)的研究和優(yōu)化，降低故障發(fā)生率，提升變壓器的使用效率。