刍议变电站变压器故障诊断

何宏基

【摘要】变压器是变电站系统的主要组成部分，关系着变电站可否正常运行。当变电站的变压器在运行的过程中，时常会出现差动保护运行故障。笔者针对变压器运行时存在的故障进行诊断，由此找到影响变压器正常运作甚至是影响整系统的问题，并对此问题进行简要的分析，提出防止变压器解决对策，以求减少变电站变压器的故障。

【关键词】变压器；故障

0引言

变电站变压器是否可以正常运行带动着整个电力设备的可靠、安全、优质。然而仍旧存在一些误动方面的问题，这就很有可能造成变电站变压器非正常情况下的停运，从而严重的影响到发电站的稳定运行。有鉴于此，笔者针对改造或者是新建的变电站变压器的差动保护进行分析，从而找出一些防止变压器差动误动的对策，以求为我国变电站的正常运行提出力所能及的帮助。

1简单阐述变电站变压器故障

电力变压器作为变电站乃至电力系统中的重要设备，它主要是实现对电能的调配功能，根据相关的数据统计显示，在电网系统出现的各类故障中，与变压器相关的故障要占到电网系统总故障的一半左右，因此变压器的正常工作对于电力系统或者用户来说具有十分重要的意义。

变压器的故障一般具有突发性的特点，在故障发生之前很难有明显的故障，这样就很难做到对变压器的故障采取一些预防措施进行处理，另外，变压器出现的故障一般来说造成的结果比较严重，电网上一台变压器出现故障的话将会对附近的网络造成严重的影响，而如果居民区或者工厂的变压器出现故障后会造成大面积的停电，对生产和生活造成严重的影响。变压器发生故障后需要的修复时间也比较长，一般需要几个小时甚至需要耗时一到两天才能修复完毕。因此，对变压器的故障诊断和研究有着非常重要的现实意义的，通过对变压器出现的故障进行分析和总结，采取一些可行的办法和措施在变压器运行的过程中对变压器进行实时的监控，对变压器的性能做出可靠的评估，为变压器故障的诊断提供可靠的依据，为变压器的维修和保养做好充分的准备。变压器在出现故障前它的性能会发生缓慢的变化，因此通过对变压器运行过程中各个相关数据和参数的监控就能实现对变压器的在线故障诊断，因此，本文采取变压器油色谱故障诊断技术对变压器中的故障进行诊断处理是具有十分重要意义的。

2 变电站变压器故障分析及处理方法

2.1油温异常时

一般情况下，变压器内部出现异常时，其温度不断上升，同时，油温比平时高出10摄氏度以上或负载不变。主要表现为：

1）油位不正甚至渗漏：①油面低：可能是漏油，也可能是工作人员没有及时进行补充，同时亦可能是由油枕容量与运行的需求不相符合，或是天气气温过低且油量不足；②假油位：防爆管道气孔堵塞或者油枕吸管器、油标管堵塞等都可能出现假油位。由于以上几种现象较为普遍，应不定期地进行巡视和检查；

2）内部故障：①涡流异常发热：类似于变压器的线圈放电异常、引线的接头摩擦生热以及绕组出现短路等都可能导致这种现象；②形成回路发热：有时铁制油箱出现问题或者是电流不平衡都会导致油温异常。内部故障严重状态下将同时引发其他系统故障，甚至导致防爆管或压力释放阀喷油，因此应马上停用变压器并进行检查维修；[1]

3）冷却器冷却效果故障：如果工作人员疏忽导致变压器的散热器阀门没有打开，或者是冷却器机器老化常年失修导致温度计指示失灵，又或者是污垢长年累积等外部原因都可能引起变压器的温度异常。诸如以上情况，为提高使冷却器回归正常运转，工作人员应经常检查和清理冷却器系统。

2.2声音异常时

如果变压器正常工作，其声音表现为连续且均匀，反之则会出现乱七八糟的奇异声音且不均匀。因此，我们在诊断变压器是否正常工作时，可以以声音为依据之一，及时作出反映和应对措施。变电站声音异常时主要有以下几种故障问题：

1）绕组短路：其外在表现是出现类似于水沸腾的声音，严重时甚至会产生轰鸣声，同时油位升高且温度急剧变化。由于严重时可能导致火灾，故障诊断人员应马上采取行动，严肃认真处理；

2）局部放电：当听见如低声细语的放电声时，可判断为系统内部零件接触不良；当出现持续且均匀的“丝丝”声时则可判断为没有进行及时清理导致污垢堆积，可能是局电接不良或漏电。出现以上几种情况时，应马上停用检修变压器；

3）超负荷运行：当监视测量仪表指针发生摆动，瞬间出现音调高且音量大的类似于“呵呵”的间歇声，一般为负荷变化过大，谐波作用导致产生，应尽快进行检测；

4）螺丝钉或夹件松动：当电压、电流无明显异常，听到明显杂音且远大于平常声音声音，一般是变压器压紧铁芯的螺丝钉或内部夹件出现松动，导致硅钢片振动增大；

5）过电压：当变压器发出异于平常的尖锐声音，则可能是电网发生单相接地或电磁共振，应结合电压表计的指示进行综合判断。

2.3气味，颜色异常时

1）吸湿剂变色：垫圈损坏以及吸潮过度或进入油室的水量太多都可能造成颜色异常，应综合考虑气候温度等外部因素，进行判断；

2）防爆膜防爆管破裂：变压器的绝缘强度降低或绝缘油乳，工作人员应及时发现并对防爆膜防爆管进行维修处理；

3）套管出现污损：当出现闪络或电晕等异常现象时会散发臭氧味，同时当油泵遭到烧毁或者冷却风扇时也会发出烧焦气味，以上两种情况都是套管污损的外在表现，工作人员应及时排查处理；

4）内部零件松动：如果线卡、引线（接线头）处过热，又或者是套管接线端部紧固部分松动或引线头线鼻子滑牙等都可能引起异常，使接触过热，严重氧化接触面，颜色变暗失去光泽，破坏表面镀层，应定期对变电器内部零件进行审查。

3变压器故障诊断的新型模式

一般来说，变电站的变压器的故障诊断与烃类气体甲烷（CH4）、乙烷（C2H6）、乙烯（C2H4）和氢气（H2）、一氧化碳（CO）、二氧化碳（CO2）等气体组成的所谓“特征气体”的含量和组成息息相关。在电和热的共同影响下，电力变压器的有机绝缘材料和绝缘油会逐渐老化和分解，产生特征气体，因此，想要探讨电力变压器可能存在的潜伏性故障，应先分析特殊气体的组成成分是什么以及其含量比例。在此理论基础上，灰云模型和Levenberg-Marquardt算法应运而生，具有创新性和实践性。[2]

3.1灰云模型

变电站变压器故障诊断具有信息的不完全性、模糊性和随机性的特点，而灰云模型有助于提高变压器故障诊断的准确率。灰云模型即以电力电压器故障诊断的标准值为基础，引入软化因子将分类界限值进行适度扩展，得到相对应的分类界限区间。其主要结合变压器故障诊断的实际情况，利用灰云理论将正太云应用到白化权函数中，与传统的变压器故障诊断系统相比，灰云模型具有同时处理事务的模糊性和随机性的特点。

3.2Levenberg-Marquardt算法

L-M算法其实是梯度下降法和牛顿法的结合。梯度下降法在开始几部下降较快，但在接近最优值时，由于梯度趋于零，使得目标函数下降趋缓；而牛顿法则能在最优值附近产生一个理想的搜索方向。专家普遍认为在变压器故障诊断中，传统的BP网络学习算法收敛速度較慢且容易陷入局部极小值，因此难以推广。与传统BP网络相结合应用于电力变压器故障诊断，大大优化了BP算法的局部搜索性能。

4结束语

变电站变压器是电力系统中用于电能传输和转化的重要设备之一，其安全可靠运行对电力系统、国民经济起着重要作用。因此，对其故障诊断研究具有重要的理论价值和实用价值。

参考文献：

【1】 刘人源.施工现场存在的安全管理问题[J].内江科技，2009

【2】 陈懿.工程进度管理中存在的问题及对策[J].城市建设理论研究，2012