变压器故障监测与诊断技术研究现状

变压器故障监测与诊断技术研究现状

管金超1,周正琪1,刘磊2

1.泰州海田电气制造有限公司 江苏 泰州 225300

2.南京理工大学泰州科技学院江苏 泰州 225300

摘要：变压器的故障会对电力系统造成危害，随着计算机领域、数字信息化和物联网的不断发展，新的故障检测与诊断技术可以结合当前科技实现更加高效、智能和专业化。在现代生产中，电气设备的使用频率逐渐增大，这同时也为供电系统带来了较大的压力，其中的变压器可以保证供电安全与稳定，通过对电压以及电流的调整做到对电力能源的稳定输出。但如果在运行过程中，变压器自身存在故障问题，则可能引发一系列安全问题，轻则出现设备受损的状况，重则可能影响安全生产，引发一系列安全事故。为此，对于变压器故障问题的研究十分必要。在今后的工作中，也需致力于提高变压器的故障诊断能力，保障变压器的运行可靠性，为电力系统的稳定运行提供保障，为生产作业提供可靠的电力能源支持。

关键词：变压器；故障监测；诊断技术

引言

现如今，在人们的生活工作中，处处都需要用电，因而电力成为社会发展过程中必不可少的一种资源。在这一背景下，电力企业为了能够获得更为广阔的发展空间，必须要对电力系统进行优化处理，由于现在用电需求量非常大，电力系统在工作过程中，不仅要实现供电的目的，在供电质量方面也需要满足人们的正常工作以及生活。如果电力系统长时间处于不稳定的状态中，变压器损坏问题可能会经常发生。而一旦变压器出现问题，则会直接导致供电传输工作受到较大阻碍。为了能够排除故障隐患，需要借助高压试验进行详细检测，从而顺利找到变压器的故障点，同时还要根据故障情况进行相应的处理，有效保障变压器维持正常的工作状态，促进经济效益的增长。

1变压器故障成因

总结变压器故障处理经验，造成变压器故障问题的成因十分复杂，只有确定故障成因和明确诊断故障位置才能保证故障处理的时效性。总结以往的故障处理经验，可将其故障成因分为以下几种：第一，由于变压器选型错误，致使其安装、维护、绝缘等不符合使用环境，所造成的选型不当所引发的故障问题；第二，由于变压器自身制造工艺不足，选用材料质量不佳和设计工艺不合理造成绝缘距离偏小或者变压器密封不足所引发的一系列故障问题；第三，在设备安装过程中，未能根据设备使用说明进行分步安装或者由于避雷器选用不当所引发的故障问题；第四，变压器运行过程中未对其进行定期养护，致使其由于受潮、化学污染、电气部件连接松动状况所引发的一系列故障问题；第五，受外部因素影响或者长期超负荷运行造成的绝缘老化以及零部件老化问题所生成的故障问题。

2变压器故障监测与诊断技术研究

2.1高压试验故障处理

试验操作者之间要进行紧密配合，通过优化处理流程等方式确保高压试验故障处理速度更快、精准性更高。经过相关分析，可以将故障处理的操作分为以下几个环节：第一，做好前期准备工作。准备试验安全网，在试验周围设置醒目的标牌，用以提醒行人此处危险。第二，试验过程一般仅靠一个人是无法完成的，因而需要组建试验小组，小组成员中必须要有1位及以上经验丰富的试验操作人员，其主要负责对整体试验工作进行规划，并控制仪器应用的合理性以及规范性。第三，在高压试验开始前，需要检查仪表容量、开关等处，为试验的进行做好铺垫。第四，构建电力故障诊断模型，通过对模型加以分析，能够对电力故障进行模拟，同时也能看到可能会发生的变化，这为试验工作者的后续操作提供了重要参考依据。第五，小组成员进行设备和线路的连接，最终试验的负责人对工作结果进行验收。检查过程中重点需要注意引线的长度是否合适、设备及其金属外壳是否接地、接地物体间的距离是否存在安全风险等。在完成检查工作后，如果没有问题，则安排所有人员撤退到安全区域，然后展开后续工作。

2.2变送器故障处理

为适应遥测要求，温度值被变换器线性变换为电阻、电压或电流信号，当变换器发生故障后，将会输出与实际值严重不符的超标值，造成监控系统中的油温虚高。总结：对运行中的变压器，为防止其油温超标，应经常检查套管各个端子和母线或电缆的连接部位是否松动、有无发热迹象；在环境温度及负荷有较大变动时，应注意核对油温和油位之间的关系，是否符合相关标准；雨季时，重点检查温度计外壳的完好性，以及表盘内是否有潮气凝露；变压器空载运行时，还应注意核对绕组温度计与油面温度计的指示，两者应基本相同。如发现变压器油温过高，要根据负荷情况、环境温度、冷却装置投入情况及历史记录进行综合分析，必要时结合油色谱分析和红外测温设备进行辅助检测，准确找出温升原因，及时处理。

2.3基于图像处理和半监督学习的变电设备故障诊断

作为电力系统重要的设备之一，变电设备是保障电力系统稳定、安全和可靠运行的关键。但是由于外界环境的影响以及自身设备运行的损耗等因素，会导致变电设备发生故障，其常见故障类型主要是过热故障。此时，需要及时、准确地对该故障类型进行分析和诊断，以便工作人员进行维修，并迅速恢复变电设备的正常运行状态，所以对变电设备的运行故障进行准确诊断，具有重要的研究意义。红外图像能够准确、有效地反映变电设备的热像特征，被广泛用来对电力设备的运行状态进行评估，以及对存在的故障类型进行分类和诊断。但是仅仅依赖于原始获取的红外图像是无法得到有效信息的，而是需要从原始图片中提取有用的关键信息，并基于所提取的特征信息量，更好地设计分析诊断模型，进一步提升模型结果的准确性。

2.4基于人工智能的配网变压器故障诊断方法

2.4.1特征故障诊断参量选取

在对人工智能的配网变压器故障诊断方法进行设计之前，需要先进行特征故障诊断参量的选取。通常情况下，对于配网变压器的诊断形式并不固定，需要根据故障的变化程度来划定范围，考虑到不同故障所表现出来的差异，需要先选取正确的特征故障诊断参量。

2.4.2智能合理转供故障诊断模型设计

在完成对特征故障诊断参量的选取之后，接下来，需要进行智能合理转供故障诊断模型的设计。在人工智能技术的辅助之下，结合BP神经网络进行径向基神经网络的输出可描述结构的构建。

结语

变压器在电力系统运行过程中发挥着调节电压、电流和稳压等作用，其运行效果直接关系到供电系统运行安全。在变压器发生故障问题的情况下，很可能导致供电系统过压或者过电流的现象，严重威胁供电质量与安全。尤其是在各类生产环节的电力系统中，如果变压器存在故障，则会威胁生产安全。因此，对变压器故障问题及故障诊断方法展开研究迫在眉睫。上文中，针对故障类型和故障表现作出了具体分析，并且提出可以采取常规化手段和智能化手段进行变压器故障诊断，希望在今后的工作中也能不断总结变压器故障诊断经验，提升故障诊断的准确性，保证变压器的稳定运行。

参考文献

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作者简介：

管金超（1985-)，男，江苏南京人，高级工程师。