基于信息融合技术的变压器故障诊断研究

基于信息融合技术的变压器故障诊断研究

王松 王帅龙   

山东省产品质量检验研究院 

摘要：现代经济社会发展背景下，电力资源需求日益增长。传统电网运行中存在投资不足、设备陈旧等问题，导致当前供电可靠性与电能质量难以满足日益增长的用户需求。同时，从电力系统中设备角度来看，频繁出现过载运行问题，不符合电网安全运行标准。变压器作为电网核心设备，变压器是否稳定，直接影响着电力系统运行的稳定性。对此，需重点做好变压器故障诊断。通过应用信息融合技术，可显著提高变压器故障诊断效率和质量，具有重要意义。因此，文章立足问题，提出几点建议，以备后续参考。

关键词：信息融合技术；变压器；故障诊断

引言

变压器作为电力系统运行中的基础性设施，目前市面上同时存在着多种不同类型和型号的变压器。对比其他设备，变压器在电力系统中往往处于长时间负载状态，客观上增加了变压器的故障隐患。如不能够针对变压器故障问题进行及时地诊断和解决，则必然会在变压器发生故障问题后，引发电网连锁反应，造成更为严峻的负面影响。对此，需在信息融合技术的指导下，针对性做好变压器故障诊断，及时发现、反馈和处理变压器的故障问题，确保其安全稳定运行。文章以此为前提，进行如下讨论。

一、电力变压器的故障特点

变压器装置是电厂的主要装置，直接影响供电系统运行的稳定性和安全性，如不能够对变压器故障问题进行准确分析和处理，则很容易影响电力输出。具体来看，变压器实际运行中，多会出现变压器设备过热问题。其中，如变压器设备温度超出正常范围，极容易引起变压器内部绕组绝缘着火。具体分析变压器故障特点，主要体现在以下三个方面：

第一，油温异常。保证变压器运行中内部油温处于正常数值范围是十分重要的。如果变压器内部油温升高并超出正常数值范围，则会相应引发变压器故障问题。其中，导致变压器油温异常的原因一般有很多，常见如变压器热功能异常、运行过载、绕组绝缘磨损等；

第二，铁芯内部故障。导致变压器铁芯内部故障的原因一般是变压器的内部出现了铁芯涡流现象，从而严重影响了电流稳定性，并在此基础上一并加剧变压器内部部件老化；

第三，异常声响。变压器运行过程中往往伴随着规则的声音波动，如声音波动开始不规则，则表示变压器可能出现运行故障问题。

二、变压器常见故障类型

第一，绝缘破裂。造成变压器绝缘破裂的原因往往体现在变压器引线绝缘层上，如绝缘层是适的。又或者在变压器油箱使用的过程中，出现了电线暴露与空气中的问题，都很容易引起变压器的内部故障，并最终形成绝缘故障；

第二，变压器长期处于皮带负荷运行状态时，往往很容易造成变压器脆性绕组损坏或者是变压器绕组绝缘老化等问题，进而削弱了变压器的电气强度。同时，如果变压器出现反复短路问题，也会因为受到力的作用，从而引发变压器绕组变形。届时，如再次出现电压波动，则极容易导致变压器绕组绝缘被击穿，从而引发变压器故障；

第三，绝缘子故障。如变压器内部的绝缘子出现了故障问题，则很容易使变压器在电流波动的作用下出现内部短路问题，并连带出变压器的电源适配器故障。

三、基于信息融合技术的变压器故障诊断

（一）把好设备采购质量关

设备采购阶段，需保证变压器质量，从源头处进行控制。期间，工作人员应当遵循变压器（修订）等8类电网材料提取结构分类分析指南要求，重点对调度设备进行提取检查。具体提取检查内容包括但不限于外部压力测试，绕组电阻测试，直流绝缘电阻，负载损耗等多个方面。

其次，将测量后所得数值进行汇总，同技术合同与技术规格表内容进行比对，如发现比对结果存在偏差，则需要及时与变压器厂报告进行确认。反之，如测量所得数值同变压器出厂数值相似，并在出厂报告中能够对产品绕组不平衡系数超出的原因进行合理说明，则可以判断产品为合格产品。

（二）变压器气体继电器检修

如变压器气体继电器出现故障问题，维修技术人员可通过以下措施进行处理：

第一，针对气体继电器在科学流程下进行整体拆卸处理，并在完成拆卸后，重点检查玻璃窗、容器的完整性，以及同步对油塞密封性和排气阀灵活性进行检查。之后，针对拆卸分析结果制定报告。以上操作全过程需由专业人员完成，确保验证操作可靠性，保证变压器绝缘符合标准；

第二，技术人员在对气体继电器进行安装时，应当先将管道安装于两侧，然后对装置、阀门进行连接。期间，针对装置和水箱盖之间的连接螺栓仅需拧紧即可。在完成以上操作后，需确定好气体继电器安装位置，确保气体继电器安装和出口离合器可处于同一水平，之后可对连接螺栓进行拧紧；

第三，在完成安装操作后，技术人员需开发相关阀门开关，然后在欧元变压器外壳部位进行储物箱连接，之后可打开气体继电器防毒塞予以释放。最后，当完成了气体继电器二次引线安装后，技术人员需及时做好传递测试，并保证测试全过程符合规定要求。

（三）针对低压电器进行调试

针对低压配电系统中常用低压电器进行分析，一般包括保险丝、熔断器、断路器等方面。期间，为保证设备可正常运行，需工作人员在完成低压配电系统安装后，在具体用电需求指导下，做好低压电器调整，从而削弱给设备调试带来的误操作负面影响。实践中，主要包括绝缘电阻与电压线圈两个方面。

具体来看，一般设置绝缘电压和电阻时会超过1m。因此，这就需要技术人员在进行调试操作时，应当先行分析绝缘电阻和电压的基本条件，如判断小于1m，则需要及时采取对应措施，重点防止故障问题导致的电力不足现象。

最后，技术人员在对线圈动作值进行调整的过程中，需将额定电压控制在85%以内，如涉及系统特定操作，则要求实际电压在额定电压的5%以内，并同时做好调试全过程的监督管理。

（四）加强故障预防

第一，做好变压器出口对线电线绝缘处理，减少其发生短路问题的频率以及同步降低出现远程事故的几率；

第二，优化产品选择，尤其保证容量的合理性，达到抽头最小化效果，并编制好短路检查报告；

第三，提高继电装置工作精准度，需选择与变压器验收规范相匹配的继电保护装置；

第四，针对区域电网做好分层分区管理，对的短路系统的总容量做好限制处理。

（五）做好配电变压器重、过载治理

配电变压器在实际应用的过程中往往伴随着寿命更短的特点，极容易发生故障问题。具体来看，这是因为变压器往往会长期处于过载运行状态。期间，由于变压器受到结构因素限制，如变压器的三相负载不平衡，则很容易加剧变压器局部发热，并在变压器大于额定复杂电流的基础上，进一步加剧该部分的热效能，从而引起老化等问题，然后连带出配电故障发生的更大几率。针对这一问题，需技术人员重点做好配电变压器的过载控制，并同步做好重量测量，加速变压器实际运行条件的优化，使变压器负载系数可有效降低，以此来保证变压器具有更长久的使用寿命。

结束语

综上所述，变压器是电力系统的重要组成部分，当变压器出现故障问题后，会直接影响电力系统的正常运行。对此，当前需重点做好变压器故障处理。通过应用信息融合技术，对变压器故障问题进行诊断。文章从把好设备采购质量关，变压器气体继电器检修等角度切入，在实践中取得良好效果。

参考文献：

[1] 吴宏岐,刘霞,周妮娜.集成神经网络信息融合技术在变压器故障诊断中的应用[J].微计算机信息,2006(04):193-195.

[2] 邓宇,罗安,夏向阳.信息融合技术在变压器故障诊断中的应用[J].高压电器,2003(02):39-41.

[3] 华桦,游勇华,杨勇,华栋.基于证据理论的信息融合技术变压器故障诊断方法研究[J].机电工程技术,2013,42(08):122-125.

[4] 荣经国,郑玲.多源信息融合技术在变压器故障诊断中的应用[J].电力科学与工程,2013,29(11):21-26.

[5] 张东升.变压器故障诊断中信息融合技术的应用[J].信息技术与信息化,2015(01):163-164.