电力变压器故障检测技术的现状和发展趋势分析

电力变压器故障检测技术的现状和发展趋势分析

戴明强

国网吉林省电力有限公司吉林供电公司， 132300

摘要：在进入新时代之后，我国的科技取得了快速发展，各项技术设备投入到生产和生活当中。这些技术设备对于电力拥有很高的依赖，所以应当保证电力系统的稳定性与可靠性。只有保障电力系统的完善，才能够避免出现大范围的供电事故，保证人们生活和生产的稳定进行。电气设备的运行情况会直接影响到电力系统的稳定性，因此，要求人们做好电气设备的检查与维修工作。对电气设备的运行状态进行密切监测，及时发现问题和解决问题，降低故障因素造成的负面影响。

关键词：电力变压器；故障检测；技术

1电气设备状态检测与故障诊断系统组成

基于新形势下的电气设备状态监测与故障诊断系统是由发射装置、接收装置以及综合处理器共同组成，运用红外测量单元来收集被检测电气设备发出的运行状态数据信息。收到的数据信息传递给中央处理器，然后通过用户指定的专家系统对出现故障的原因进行监控与分析，并将分析处理结果显示在显示器当中，最后将这些数据保存至数据库中。这个系统当中主要的部件如下所示：

1.1硬件系统

设备发出信号量反馈给红外测量单元，中央处理器在接收信息和处理信息的过程中，会将红外辐射信息输送至检测器当中，转换器将这些信息转换成电信号，使接收处理器能够进行使用。与此同时，这些电信号会在系统当中进行放大、补偿以及线性化，这些已经转化为电信号的信息会再次输送至中央处理器当中。激光系统会运用集中式红外探测器来测量和距离远距离目标，在测量过程中需要保持精准度，中心点精确定位信号。通过放大器、滤波器、积分器和线性化电路进行处理。在这项系统当中，激光辐射信号也可以被转化成为电信号，进而使其在系统当中能够得到更好的运用，中央处理器作为整个系统的核心组件，需要保障中央处理器设施与配备的合理性与科学性。选择微处理器单元的过程中，应当选取PC/104模块，这样的模块拥有体积小、功能强、低耗能的优势。

1.2软件系统

一般情况下，软件系统会包括记录系统和专家系统。记录系统在此过程中，主要负责处理器通信的系统，能够对各项数据进行整合与分析，实现收集和存储，并将各项数据传输至数据库当中。专家系统主要负责分析和推断数据。通过开发诊断功能来制定科学合理的维护计划，保障整个系统的安全稳定运行。专家系统通常是由知识库和规划库共同组成，结构由BNF代表。规则库则是由故障树的形态进行展示，能够表达相关数据的领域知识。数据库主要包括动态和静态两种数据库形式，动态数据库主要被用于诊断动态信息，静态数据库则是主要被用于专家推理信息。通过动态与静态两个数据库的结合，能够有效提升对设备运行状态的动态监管，保障整体工作效果。在设计软件的时候，专家软件通过混合推理的方式进行诊断，主要形式为在线诊断和离线诊断。在线诊断时会运用到实时数据来进行分析处理，并且最终得到故障诊断结果，而离线诊断方式通常会使用人机界面来进行故障诊断。

2电力变压器故障检测技术

2.1油气分析

油气分析是一种使用时间较长的故障检测技术，其原理是通过对油气进行分析，判断变压器是否发生故障。因为随温度升高烃类气体会持续产生的特性，烃类气体生成速度基本上与温度上升速度成正比，当温度处于一定水平时，烃类气体生成值也会形成固定地值，因此，油中溶解气体的分析技术也就诞生了。虽然这一方法能有效保证分析结果的准确性，但必须先将样品送至分析室，由专业人员使用专业仪器进行分析，最后再由有经验的专业人员进行判断。整个测试过程时间长而且复杂，缺乏实时性，且对技术人员的业务素质要求较高，对环境和设备要求较高，不便于推广应用。

由于上述缺陷，使得油气分析技术难以应用于现场检测和鉴定，在检测方法上属于周期性检测，不能普遍应用。但是，对于油气分析技术的原理仍然是值得肯定的，随着科技水平的提高，这种技术结合现代科技成果，开发出一种新型的检测设备，即在线监测设备。该装置能有效弥补油气分析技术周期长的缺点，已被市场所认可，且该技术随着科技的进步，仍在不断发展中，具有很大的发展潜力。

2.2红外光谱技术

该技术被称为“红外光谱在线检测技术”，与其他技术相比，它具有检测效率高、结果准确、资源消耗少等优点，在众多的检测技术中脱颖而出。尤其在检测电力变压器故障时所产生的气体方面，技术人员可利用相关仪器采集变压器所释放的气体，通过对这些气体的分析与检测，即可判断变压器是否发生故障。此外，红外光谱法在对气体进行检测时，有一个优点，电力变压器本身会放出氢气，这将干扰大部分气体检测技术，因此检测精度会降低。但红外光谱技术对氢气的敏感性较低，在进行检测时，氢气基本上不会产生干扰，红外光谱技术可以通过检测氢气以外的其他气体来精确判断变压器故障。常见的红外光谱法检测仪器有红外气体分析仪或双关路薄膜电容仪，这些仪器价格不贵，操作方便，对技术人员的限制也不严格，这种高效、低难的优点使这一检测技术得到广泛推广。

2.3变压器漏油现象的诊断

电力变压器长时间工作状态下，容易出现漏油现象，它不仅会污染环境，也会造成机器故障，给电力系统带来严重的风险，因此要重视变压器漏油情况，并进行维修。常见的漏油现象如下：（1）电力变压器油箱焊接处出现漏油，及渗油现象。（2）电力变压器中防爆管出现漏油现象。第一种现象是出现较多的，大多数变压器在长时间使用后，都会出现这种情况，因此需要工作人员经常进行检查，及时发现。如果出现这种情况，工作人员需要对油箱进行重新焊接，但是在焊接前，需要对漏油处进行大小裁取，利用三角形和梯形算法结合，算出接口大小，然后进行焊接操作。对于第二种，防爆管在电力系统中有较强的安全隐患，如果出现漏油现象，需要对防爆管进行更换，同时也要对内部压力阀进行更换，从而减少防爆管漏油。

2.4变压器智能故障诊断技术

伴随着电力检修技术的不断发展，加上电子信息技术的应用，智能故障诊断技术将逐渐取代传统的故障分析技术。传统的故障分析技术主要是通过检修人员的观察、试验分析来判断是否存在故障，这种故障诊断技术的工作效率并不理想。而在故障原因分析方面，传统的故障分析技术也无法做到准确分析与判断。与传统故障分析技术相比，变压器智能故障诊断技术能够实现故障原因的精确分析，并能为故障维修提供建议，大大提高了电力设备检修工作的效率。电力维修中常用的智能故障诊断技术主要有人工神经网络法、专家系统法、遗传算法等。从理论上讲，这些诊断技术都是通过对变压器故障原因及相关检修经验的归纳与融合，然后通过电子信息技术手段对变压器运行状态进行分析。伴随着变压器智能故障诊断技术的应用，变压器故障诊断的范围将不断扩大，并实现对变压器故障的早期预警，从而为电力检修事业的发展提供新的动力。

结束语

电力变压器经常出现渗油故障、线路短路、接头过热等问题，给企业带来大量人力、物力的浪费，同时也对企业的工作效率和质量产生不利影响。电力变压器常见的故障检测技术有油气分析、红外光谱分析、在线检测等，这些技术的变化表明，当前电力变压器的故障检测技术正朝着人工智能化、专业化的方向发展。

参考文献

[1]范玉洁.大型变压器设备运行状态监测与故障诊断[J].设备管理与维修，2019（24）：151-153.

[2]林仕斌.浅析电气系统设备状态监测与故障诊断技术[J].机电信息,2019,No.587(17):126-127.