电力变压器状态检修及故障诊断方法

电力变压器状态检修及故障诊断方法

刘书光

聊城华昌实业有限责任公司冠县工程分公司，山东 聊城 252000

摘要：变压器的故障发生，会影响变压器的正常安全运行，故障的诊断在这一情况下就显得格外重要，需要从多方面进行考虑，针对相应的故障类型，采取相适应的故障诊断方法加以科学化运用，从而就能保障变压器的安全稳定使用。

关键词：变压器；状态监测；故障诊断

引言

变压器设备对电力系统稳定运行具有重要作用，随着电网发展速度的加快，用电负荷也在不断上升，大型变压器设备运行状态监测与故障诊断系统的应用，可以提高设备维护的工作效率，提升配电设备运行的可靠性和稳定性。

1状态监测与故障诊断的意义

大型变压器设备是电网的重要组成部分，对这些设备的维护和检修是电网运维的一项重要内容。以往进行的预防性检修大多是离线进行，整个过程需要停机、停电操作，不仅造成巨大的经济损失，而且设备停运状态下的检修与运行过程中的检修存在一定的差异，会影响检修效果。对于正常设备，如果按照统一的检修计划执行，会造成人力、物力方面的浪费，但一些重要设备无法进行停运检修，容易产生安全隐患。因此，针对电网设备的特殊性，需要借助现代化的技术手段，实时在线的进行状态监测和故障诊断，以确保大型变压器设备安全稳定运行。

大型变压器设备状态监测主要包括：设备电磁线路、绕组、固体绝缘、液体绝缘、气体绝缘以及设备冷却循环系统。故障诊断包括设备机械故障、设备进水受潮、过热性故障、放电性故障以及过热兼放电故障。常用的故障诊断方法是利用电磁脉冲和超声波采集大型变压器设备的电磁信号和声信号，然后根据设备放电量、分布图谱以及放电源的位置来判断故障类型。大型变压器设备状态监测与故障诊断装置组成如图1所示。

图1变压器设备状态监测与故障诊断装置组成

2系统架构及功能设计思路

2.1系统架构

大型变压器设备状态监测与故障诊断系统主要通过在线诊断、历史数据和在线实时数据来判断配电设备的运行状态，为今后的设备维护和检修提供必要的理论依据。具体来说，它包括一个电网大型变压器设备状态监测和故障诊断装置。电压互感器状态监测及故障诊断装置:电流互感器状态监测及故障诊断装置:电容器状态监测及故障诊断装置:断路器状态监测及故障诊断装置、避雷器状态监测及故障诊断装置。

2.2系统功能

大型变压器设备状态监测与故障诊断系统的主要功能包括：提供配电设备在线或离线监测信息的浏览；智能诊断；故障分析、预测与评估等；大型变压器状态监测与故障诊断系统设备主要采用现代互联网技术。用户可以通过浏览器查询配电设备的相关数据和运行状态信息。同时，用户可以借助上位机对变压器设备的实时监测数据进行分析计算，并将最终结果反馈给用户。故障诊断主要涉及变电站中的变压器、电压互感器、电流互感器、电容器、断路器、避雷器等设备。状态监测装置具有数据信息事实输入、数据修改、查询、显示、打印等功能。故障诊断采用人工智能理论，能准确有效地指出设备的实时状态。根据设备的历史数据和工作条件，预测设备的潜在故障，并提出对策，保证设备的安全稳定运行。

3变压器的故障诊断方法

3.1变压器DGA故障诊断方法

为保障变压器的正常运行，这就需要在故障诊断方面加强重视，采取科学有效的方法进行诊断，才能从整体上提升故障诊断的质量水平。将DGA诊断方法加以科学运用就能起到良好的诊断效果，所谓的DGA诊断方式，就是油中溶解气体分析方法，也就是从变压器当中取出油样进行分析，脱出气体分析鉴别和定量分析，判断故障。在进行判断变压器是不是存在故障的时候，可结合气体含量进行判断，按照《变压器油中溶解气体分析和判断导则》当中的规定气体含量注意值，在超过了注意值的时候就要加强重视，可通过气体注意值的相应内容进行参考诊断。另外，还可通过对产气速率进行判断变压器有没有故障，结合《变压器油中溶解气体分析和判断导则》当中的相关的内容，运用产气速率的方式，有绝对产气速率以及相对产气速率，前者是通过每运行日产生某气体的平均值，后者是通过每运行日或者是折算到月，某气体的浓度增加量占原有值的百分数平均值。

3.2诊断变压器故障类型的方法

为能有效解决变压器的故障问题，这就需要明确故障的类型，才能有助于解决实际问题。有不同的诊断方法可供选择，常用的特征气体法以及比值法。如在对特征气体法的实际运用过程中，就是结合油当中的特征气体含量判断故障类型的，如一般性的过热故障总烃的含量是比较高的，严重性的过热故障，总烃比较高，但是C2H2还没有构成总烃主要成分，H2含量是比较高的。而比值法的判断故障判断方法也有着不同的方法，有编码和无编码比值法是比较常见的，有编码比值法主要有改良三比值以及IEC三比值法。IEC三比值方法的运用有着鲜明的优势，主要体现在判断的时候比较简单化，分类相对比较详细，方便操作。而改良三比值法的运用，主要是在前者方法的基础上进行改良运用的。

3.3智能故障诊断系统方法

变压器故障诊断的实施过程中，通过智能化故障诊断方法的运用比较有效，能提升故障诊断的整体效率水平。智能诊断系统的方法运用下，系统诊断流程和医生给患者看病相同，先对变压器诊断有没有故障，如果是有再查看是何种故障类型，然后针对性的应对。智能化故障诊断系统是多部分构成的，变压器状态评估器模块是比较重要组成，通过对变压器不同层次状态信息的运用，判断有没有发生故障。通过信息融合思想来对多样化的状态信息综合分析，这样就能有助于找到故障原因。还有是模糊聚类诊断模块的运用下，能对特征气体判断故障，提升故障诊断的质量和效率。

3.4局部放电信号诊断方法

变压器故障诊断方法当中，通过局部放电信号对其故障进行诊断也是比较先进的方法，变压器的绝缘故障，主要是局部放电发展所形成的，所以对局部放电检测就显得格外重要，主要是通过在线监测以及停电检测的方法运用。如在对在线监测方式的运用下，就有超声波以及超高频以及对地泄露电流监测等方法的运用，通过这些方式能获得和放电对应的信号，在进行信号处理下就能定位故障。超声波检测方法的运用就是比较重要的环节，这是检测电力设备局部放电产生超声波信号的方式，测量放电大小以及位置，检测当中超声传感器是采用贴在电气设备外壳外检测方式实施，超声波在在线监测局部放电监测频带通常是20kHz——230kHz。通过超声波进行局部放电信号诊断方法应用就有着比较显著的优势吗，体现在方便实现在线检测，也有助于空间定位。

3.5特高频诊断的方法

变压器故障诊断方法的运用过程中，通过特高频诊断方法的应用也比较重要，运用这一诊断的方法就能达到检测频段高，有效避开常规局部放电测量的电晕以及开关操作等多种电气干扰的问题，检测的频带也是比较宽的，检测灵敏度比较突出，对于变压器的故障类型的检测以及定位能发挥积极作用。

结语

综上所述，在线监测与故障诊断系统可以迅速、连续反映大型变压器设运行状态，预测设备存在的潜伏性故障并提出应对措施，确保设备安全、稳定的运行。通过实时在线监测，精准的掌握设备的运行状况，减少传统定期维护产生的成本，提高电力企业的经济效益。通过从以上的变压器故障的诊断处理等方面分析研究，就能为解决实际的故障问题起到促进作用。未来的变压器的应用要求会进一步的提高，这就需要在故障诊断的方法水平上也要能与时俱进，不断的优化，如此才能保障变压器的整体运行质量。

参考文献

［1］周斌，尚超，吴炜烨，等.故障诊断专家系统的研究［J］.科技资讯，2011（10）：139-140.

［2］夏颖怡，刘红.浅析变压器故障［J］.机电产品开发与创新，2011（5）：21-23.

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