电力变压器故障诊断与状态综合评价研究

宋俊锋 孔祥军

引言：电力变压器是在电力传送过程中具有保障安全的重要机械。就目前的情况来看，我国的许多电路中的变压器已经使用了很长时间，因此经常会出现故障，严重的时候则会发生安全事故。因此在电力变压器的使用过程中，要注意日常的维护，还要对其进行经常性的故障诊断，便面事故的发生。本文主要阐述了在变压器的使用过程中如何电力变压器进行故障诊断以及对其实现科学综合评价。

在现代的社会生活中，人们对于电的使用越来越重视，如果出现停止供电或者电网遭到破坏的情况，人们的生活不仅会受到影响，而且对于一些企业也会受到巨大的损失。因此，要对电路中存在的安全隐患进行排查、预测和诊断。而电力变压器作为电路中重要的一个枢纽，对保护整个电路的安全具有非常重要的作用，所以对变压器实施故障诊断和预测是一个很关键的问题。

一、电力变压器的诊断方式

1.通过对特殊气体的分析

在当前使用的电力变压器中，较为常见的便是油浸式电力变压器，这种电力变压器在使用的过程中由于受到热力和电力的作用，会出现一些老化的现象，而一些材料在老化的过程中会产生一些特殊气体，例如甲烷、氢气等具有危险性的气体，这些气体在油中经过不断的运转和变化，逐渐溶解在油中，而这些气体的组成成分和含量的直接导致电力变压器出现的故障的种类以及程度大小的不同。在使用这种方式进行电力变压器故障的诊断时要收集有效的、准确的数据。另外还要遵循多个原则，首先在进行数据的采集时要充分的结合电力变压器的型号以及其他各个方面的特点，综合分析这些原因对数据分析的影响，以达到结果的准确。其次则是采集的数据要具有代表性，如果电力变压器在平常的使用过程中过热的故障会经常发生，那么就应该对这样的数据多收集。最后则是收集的数据要紧凑，去除一些不必要的数据，来减少工作量。

2.利用故障分层的方式进行故障的诊断

这种方式是电力变压器故障诊断中最常使用的方式，它基本的工作流程是将电力变压器的最容易出现的问题作为研究目标，经过不断的数据收集和分析，对这个问题出现的原因做出总结，然后针对每一个原因进行更加深入的研究，直至找到最原始的、最根本的原因，达到故障分析诊断以及故障预测等多方面的目的。但要采用是在实际的情况中，故障有时候是由多方面的原因造成的，因此在这种情况之下，很难对造成故障的原因进行更加准确的确定，所以要采用概率对故障进行描述。故障分层的检测方式也存在一定的局限性，它对系统特别依赖，如果一旦使用此方法便很难改变其检测方式，在另一方面，要使用这种方式进行检测常常需要做好多工作，在很大程度上会降低诊断的效率。

3.利用专家系统

这并不是单纯的计算机进行诊断的方式，而是综合了人的经验和知识制定出来的一套相对智能的故障诊断系统。在电力变压器使用的过程中，如果发生故障，那么这个专家系统便可以对现实的数据进行搜集，并根据这个变压器的故障历史缩小范围针对某一个部位進行分析，在此基础之上结合专家的经验和知识，对故障迅速的做出判断。在较为复杂的电路系统中，这是一种较为有效的方式。这种方式具有智能的效果，它具有一定的自我知识，能够对问题进行推理，具有灵活性。但是在使用的过程中，还要注意对其中知识和经验的补充，使其不断适用当前电力变压器的故障诊断。

4.利用模糊推理的原理

模糊推理是根据已有的规则和经验，对不明确、较为模糊的数据进行推理，以此来达到故障分析的目的。采集的数据往往一部分是真实的，因此可以根据这些数据对模糊的数据进行逻辑推理。在电力变压器出现故障的过程中，由于波动比较大，采集的数据会出现一些误差，这种方式能够最大程度的减小误差所带来的失误。

5.利用人工神经网络法

这是根据人的大脑模拟形成的一种故障分析系统。在这一个系统中存在着大量的神经元，通过各个神经元之间的联系形成了一个复杂庞大的神经网络系统。ANN是这个系统中对人脑神经细胞模仿的一部分，它与人脑神经细胞一样具有一定的学习、分析等能力。ANN的工作结果是通过神经元之间的相互作用和联系来完成的。ANN是一个规模很大的结构，它能够有效、高容量的存储信息，并且能够较好的对这些信息实现适用和组织。由于这种故障诊断方式相比于其他的诊断方式具有多个方面的优点，因此在电力变压器故障诊断方面应用的比较广泛。此外，由于ANN自身存在的自学能力，使它存储的知识中不仅含有专家的经验和知识，而且还存储着专家也不知道的隐藏知识，这使得它具有更高效率和更好的质量来实现电力变压器的故障诊断。

二、电力变压器状态综合评价系统的探究

1.建立良好的状态评价系统

对电力变压器建立良好的状态评价系统要建立在多个方面之上，首先便是对电路中存在的问题以及受到的不良影响进行分析。在进行变电器的采购时，要结合多方面的情况和可能会突然出现的特殊事件，使所使用的变压器对外在的影响具有一定的承受能力，避免出现事故。其次则是对整个变压器的材料进行分析，制造材料上的问题往往存在一个规律，既具有家族性的特点。这些材料问题的造成通常是由于一项制作工艺或者是设计以及原材料的选择等多个方面造成的，因此在对元件的问题进行分析之后还要对其家族的其他元件进行相同的问题分析。最后则是变压器其他的状态信息。例如在采购变压器时要对变压器的基本信息有一个详细的记录，这样在进行检查和诊断的时候能够更加准确和有效。此外还要对变压器的检修记录进行登记，当变压器在此出现问题时有利于问题的诊断。

2.对变压器的状态量进行评价

变压器状态量的变化对于变压器的综合评价也具有一定的作用。变压器的状态量能够直接表达出变压器的有效信息。状态量的不同对电力变压器的评价结果也不尽相同。但是变压器的状态量也存在区别，可以根据状态量对评价结果的影响程度对状态量进行分类，然后根据不同的状态量对电力变压器进行综合的评价。

随着人们以及一些企业对电量需求的增加，我国正在向大容量的电路发展方向迈进。所以在电路的安全以及电力变压器等安全和技术方面的要求也越来越高。而电力变压器对维护整个电路的安全以及电力的有效运输具有重要的作用，因此避免电力变压器出现故障，降低变压器出现故障的几率。同时还要建立有效的电力变压器状态的综合评价系统来对电力变压器进行综合的分析。

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（作者单位：国网枣庄供电公司）