電力變壓器故障分析與診斷探討

盧偉明

【摘 要】電力變壓器在電力系統(tǒng)中具有重大的作用，可以充分保證電力系統(tǒng)的正常運行。但在實際運行當(dāng)中，電力系統(tǒng)因為變壓器故障原因而出現(xiàn)無法正常工作的現(xiàn)象時有發(fā)生。因此加強變壓器故障分析及診斷是非常必要的。本文結(jié)合變壓器作用進(jìn)行概述，分析了現(xiàn)在變壓器常見的幾種故障類型及產(chǎn)生的原因，并提出了有效的診斷方法，期望通過這些診斷方法可以保證電力系統(tǒng)正常運行。

【關(guān)鍵詞】電力變壓器 變壓器故障 故障診斷方法

電力變壓器作為保證電力系統(tǒng)正常運行的核心，在整個電力系統(tǒng)中具有關(guān)鍵性的作用。而且電壓器一旦出現(xiàn)故障，會給整合電力系統(tǒng)正常工作帶來非常大的影響，有可能會造成整個電力系統(tǒng)的癱瘓甚至出現(xiàn)人身安全事故。因此，加強電力變壓器故障分析及診斷具有積極的意義。

1 電力變壓器概述

電力變壓器作為電力系統(tǒng)一個重要環(huán)節(jié)，在電力輸送、電壓調(diào)節(jié)方面具有積極的作用。它可以有效的實現(xiàn)電壓合理分配和傳輸，從而保證整個電力系統(tǒng)的正常運行。但由于各種因素，電力變壓器會出現(xiàn)相應(yīng)的故障，這些故障出現(xiàn)的原因是多樣化的，需要進(jìn)行相應(yīng)的分析，從而找到相應(yīng)的解決方法。常見的變壓器故障有短路故障、絕緣故障和放電故障等，針對這些故障需要采取相應(yīng)的故障診斷方法，如人工智能技術(shù)診斷方法和推理技術(shù)診斷方法。在平時故障診斷中，常見的故障診斷方法有絕緣電阻、色譜分析等，這些故障診斷方法有效保證電力系統(tǒng)的正常工作和運行。

2 電力變壓器故障類型及分析

2.1 變壓器短路故障及分析

在平常工作中，變壓器短路故障主要是發(fā)生在接口或者引線相連的地方，這兩個地方發(fā)生短路故障都會帶來嚴(yán)重的影響，最經(jīng)常出現(xiàn)的狀況是電流產(chǎn)生的熱量過多，而變壓器絕緣材料無法及時散熱，從而出現(xiàn)燒毀現(xiàn)象，或者就是繼電器自行保護(hù)而導(dǎo)致繞組變形的情況。因此，在平時的工作中，要多加的檢查和維護(hù)，避免兩條引線相接觸情況發(fā)生，這樣就可以有效短路故障發(fā)生。

2.2 變壓器絕緣故障及分析

變壓器絕緣故障主要分為兩個部分，一個是固體紙絕緣故障，另一個是液體油絕緣故障。固體紙絕緣一般是采用絕緣紙、絕緣木板等進(jìn)行相應(yīng)的電流隔絕，這些固體紙絕緣主要成分都是纖維素。因為纖維素具有很強的電阻，可以有效的降低電流的大小。一般使用絕緣紙進(jìn)行電流隔絕時，絕緣紙老化之后會產(chǎn)生水分、一氧化碳和二氧化碳等成分，這些成分的產(chǎn)生會給設(shè)備帶來嚴(yán)重的損害。同時絕緣紙老化是一個不可逆轉(zhuǎn)的過程，其中的機械特性和電氣強度損耗都是不可恢復(fù)的。另一個方面，液體油絕緣故障。絕緣液體油的使用可以有效增長電力變壓器的使用壽命，因為液體油本身的特性可以降低變壓器內(nèi)部零部件的氧化程度，從而提高了變壓器的使用壽命。但由于絕緣油較容易發(fā)生變質(zhì)或者受潮等，因此會增大絕緣油的損耗程度，同時也會相應(yīng)的降低絕緣油的絕緣程度，從而導(dǎo)致變壓器失去工作性能。

2.3 變壓器放電故障及分析

在平時放電故障中，變壓器放電故障主要可以分為局部放電和火花放電兩種。其中，局部放電主要發(fā)生在氣隙、油膜之間。變壓器產(chǎn)生局部放電原因是多樣化的，需要根據(jù)具體情況進(jìn)行相應(yīng)的分析。一般局部放電產(chǎn)生的原因是絕緣油中存在氣泡或者固體絕緣材料中存在空洞，這樣相應(yīng)的使介電常數(shù)減小和所承受的場強強度增大，從而產(chǎn)生放電現(xiàn)象。此外，外界環(huán)境的影響也會導(dǎo)致電壓器局部放電現(xiàn)象發(fā)生，如材料質(zhì)量問題、外界氣溫等。變壓器火花放電故障主要包括了以下兩個方面，第一，懸浮電位引起的火花放電。這種現(xiàn)象產(chǎn)生的原因是金屬部件結(jié)構(gòu)上的原因或是接觸不良而產(chǎn)生的，第二，油花雜質(zhì)引起的火花現(xiàn)象。由于油花本混進(jìn)了不同的雜質(zhì)引起了介電常數(shù)不同，從而引起不同極化現(xiàn)象，相應(yīng)伴隨火花放電現(xiàn)象產(chǎn)生[1]。

3 電力變壓器故障診斷方法

3.1 人工智能技術(shù)診斷方法

人工智能技術(shù)診斷方法是將網(wǎng)絡(luò)技術(shù)跟電力變壓故障診斷相結(jié)合一種方法，充分體現(xiàn)了網(wǎng)絡(luò)技術(shù)在電力維修中的應(yīng)用。通過網(wǎng)絡(luò)技術(shù)使用，可以大幅度提高故障診斷的效率，從而保證電力系統(tǒng)正常高效工作。目前，在變壓器故障診斷中經(jīng)常使用的人工智能技術(shù)有專家系統(tǒng)、神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)和遺傳算法三種。通過對專家系統(tǒng)這種人工智能技術(shù)使用，可以保證故障檢測知識、經(jīng)驗有效儲備和記錄，為后期的變壓器故障檢測提供理論借鑒作用。相對其他診斷方法，這種方法充分利用網(wǎng)絡(luò)儲存和記憶數(shù)據(jù)功能。而神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)故障診斷方法主要是針對信息的處理，根據(jù)數(shù)據(jù)建立相應(yīng)的數(shù)學(xué)模型，從而更好分析出電壓器的故障原因。最后一種人工智能技術(shù)診斷方法主要是對大量數(shù)據(jù)進(jìn)行處理，分析其中關(guān)系，從而找到故障原因所在。相對前面兩種方法，這種方法更加的通用。

3.2 推理技術(shù)診斷方法

因為變壓器故障出現(xiàn)的原因、部位不同，所以在進(jìn)行變壓器故障診斷時，可以采用推理技術(shù)診斷。在使用過程中，檢修員可以根據(jù)電路圖進(jìn)行相應(yīng)的分析，充分了解變壓器結(jié)構(gòu)設(shè)計圖，保證對變壓器的每個零件功能都有相應(yīng)的了解，這樣就可以充分提高故障診斷效率。目前，對于變壓器故障診斷所應(yīng)用的推理技術(shù)診斷主要有以下三種。第一，通過對簡單閥值進(jìn)行比對和分析，經(jīng)過這種方法的應(yīng)用可以有效避免故障診斷絕對化。第二，復(fù)雜模式識別診斷。這種診斷方法主要是針對變壓器一些內(nèi)部數(shù)據(jù)處理和判斷，從這些數(shù)據(jù)之間的聯(lián)系來判斷變壓器工作情況。第三，綜合故障診斷方法。這種這段方法的應(yīng)用有效結(jié)合了證據(jù)理論等多種診斷方法進(jìn)行檢測，對于復(fù)雜的故障可以有效的進(jìn)行處理，同時還有利于實現(xiàn)故障診斷多級處理[2]。

4 結(jié)語

電力變壓器正常運行是電力系統(tǒng)正常工作的保障，而目前因為變壓器故障而導(dǎo)致電力系統(tǒng)癱瘓情況時有發(fā)生，因此加強變壓器故障分析與診斷具有積極的作用。為此，電力相關(guān)部門需要在這方面多加關(guān)注，從而保證電力系統(tǒng)的正常工作。

參考文獻(xiàn)：

[1]錢政，嚴(yán)璋，羅承沐.電力變壓器絕緣故障綜合診斷方法的研究[J].電網(wǎng)技術(shù)，2012，02：32-36.

[2]何首賢，孫晨祺.電力變壓器故障分析及診斷技術(shù)研究[J].農(nóng)村電氣化，2015，01：20-21.