电力变压器故障诊断新技术浅析

刘文智

摘 要

近年来，随着变压器运行数量的不断增加，国内各个变压器生产厂商的生产技术水平存在差异化，导致投入运行的变压器质量无法保证，为了保证电力变压器持续稳定的运行，迫切需要使用新的诊断技术来提高诊断效率。基于此，本文对电力变压器诊断新技术进行探讨。

【关键词】电力变压器 故障诊断 新技术

随着电力系统的日益扩大，对供电的可靠性要也逐渐提高，如何及时、有效的对电力变压器故障进行诊断，已经成为了一项非常重要的任务。在计算机信息技术不断发展下，国内外的相关专家学者通过不断对变压器的故障进行诊断，已经研制出了基于计算机信息技术的故障诊断的专家系统，并取得了良好的故障诊断效果，本文重点对该项技术的开发和应用进行探讨。

1 电力故障诊断系统开发工具

用于电力故障诊断系统开发的工具要可以实现应用领域内容和系统结构设计，主要是由推理机和开发机构成，其中推理机主要是利用知识库中的知识进行知识推理，并使用自然语言和用户进行对话；开发机是使用自然语言的方法和开发人员进行交互，将接收到的知识存入知识库或者修改知识库中的内容。电力故障诊断系统开发工具提供了获取知识、表示知识、推理功能、开发接口、用户接口等，用户不需要了解专家系统具体的构成方法，只需要对相关的领域知识进行使用即可，这样就有效的降低了专家系统的周期和难度，本文建立的专家系统是一种专家决策支持系统，使用骨架型专家系统作为开发工具，使用C语言进行编程，领域专家学习起来比较容易，而且良好的接口，用户使用起来更加的方便。

2 专家系统的结构构成

变压器故障诊断系统结构图如图1所示，在使用的过程中，用户可以和专家系统进行信息的交流，在遇到明显出错的问题或者专家系统无法解决的问题时，领域专家可以根据具体的情况利用开发工具进行修改和维护。在图1中，专家系统主要是由推理机、知识库、知识获取器、中间数据库、解释器、用户接口等构成，主要具备如下功能：（1）系统含有文本编辑器，可以自动编辑文件。（2）拥有多种语言交互数据的能力，可以生成知识规则。（3）具有前向和后向诊断推理的能力。（4）具有对推理过程进行解释的能力。（5）显示对话时搜索规则的路径。（6）自动形成问题询问。（7）可以进行数学函数浮点运算。（8）可以执行外部DOS文件。（9）置信因子，可以对知识库中信息的不确定程度进行估算，有推理搜索窗口、会话窗口和结论窗口构成，如图1。

3 电力变压器故障诊断系统知识库

由于导致电力变压器故障的原因很复杂，而且大多数的电力系统故障都不明显，故障类型也比较多，每一种故障都会出现多种故障现象，作为专家系统的核心，知识库收集和归纳了所有可能出现的故障，并将这些故障制成规则存放在知识库中。在对故障进行诊断时，根据运行变压器检测到的信息进行推理，从而对故障进行正确的诊断，找出故障的大概位置和出现故障的具体原因。在诊断电力变压器故障时，一般使用油中气体分析的方法进行诊断，国外多使用气体含量相对值的方法对故障进行诊断，通过对三百多台故障变压器的油中其它进行分析，分别验证了改良罗杰斯法、电协研法、改良电协研法和HAE法，研究证明，使用改良电协研法进行判断具有较高的准确率。因此，本电力变压器故障准段系统使用改良电协研法进行油中气体分析。具体的故障判断规则如表1所示。

除了以上内容外，故障诊断还包括对故障能力和热源温度进行估算、对产气速率进行考察、对油中溶解气体的饱和水平进行估算、预算油达到气体饱和释放需要花费的时间，对于确定具体故障的部位来说，分析油中的气体难度是比较大的，除了需要根据磁路产气特征和导电回路的一些特征的差异性来对故障的位置进行推断外，还可以根据具体的检修情况、具体的运行情况、外部检查情况、电气试验情况、其它试验情况来进行综合的判断、本电力变压器故障诊断系统可以将比较抽象的知识形成规则，并形成多个知识模块，所有的知识模块都是独立存在的。而且，为了维护方便，所有的模块都可以进行扩充和修改。比如，特征气体模块主要用来判断故障是涉及固体绝缘材料，还是只涉及绝缘油。气体正常值模块用来判断变压器是否出现了异常情况，改良电协研法模块主要用来判断故障是放电性故障还是过热性故障，产气速率模块主要用来对故障的严重程度进行判断，电气试验模块和外部检查模块主要用来对故障的大概位置进行确定。

4 具体的故障诊断案例

本电力变压器故障诊断系统主要是在IBM-PC机或兼容机上进行开发和使用的，在进入到这个专家系统后，在屏幕上会显示出三个窗口，并在会话窗口将问题显示出来，用户可以输入或选择问题的答案，而且在推理窗口可以看到具体的搜索过程，在搜索到某个问题的答案时，规则会停止下来，并在结论窗口将推理的中间结果显示出来，会话窗口根据具体的搜索需要进行提问，知直至得出诊断结果。

4.1 案例

某电力变压器为SFPS-120000/2000，在电力变压器运行的过程中，发现油中其它的含量如表2所示。

通过使用该电力变压器故障诊断系统进行诊断发现变压器异常，提示改良电协研法编码为100，为电弧放电，主要是因为分接开关飞弧、相间闪络导致的故障，故障置信度为0.86，在进行现场检查的过程中，发现分接头和分接开关操作杆之间存在接触不良的情况，并且有悬浮电位连续火花放电的情况，证明该诊断结果是正确的。

5 结论

总而言之，由于电力变压器的出现故障的现象和原因比较复杂，在诊断故障时，有比较多的不确定因素存在，例如安装质量、制造质量、运行维护水平、继电保护、变压器容量、电压水平、冷却方式、绝缘结构、运行时间、自然灾害等因素都会影响诊断结果。而通过对电力变电站故障诊断系统进行不断的完善和改进，可以准确的诊断故障原因，找出故障点，具有广泛的应用前景。

参考文献

[1]邓宏贵，罗安，曹建，丁家峰，王会海.基因多点交叉遗传算法在变压器故障诊断中的应用[J].电网技术，2004，（24）：67-68.

[2]李海江.变压器故障的智能诊断系统[J].山东电力技术，2008，（04）：45-46.

作者单位

青海盐湖海虹化工股份有限公司 青海省海西蒙古族藏族自治州格尔木市 816000endprint

摘 要

近年来，随着变压器运行数量的不断增加，国内各个变压器生产厂商的生产技术水平存在差异化，导致投入运行的变压器质量无法保证，为了保证电力变压器持续稳定的运行，迫切需要使用新的诊断技术来提高诊断效率。基于此，本文对电力变压器诊断新技术进行探讨。

【关键词】电力变压器 故障诊断 新技术

随着电力系统的日益扩大，对供电的可靠性要也逐渐提高，如何及时、有效的对电力变压器故障进行诊断，已经成为了一项非常重要的任务。在计算机信息技术不断发展下，国内外的相关专家学者通过不断对变压器的故障进行诊断，已经研制出了基于计算机信息技术的故障诊断的专家系统，并取得了良好的故障诊断效果，本文重点对该项技术的开发和应用进行探讨。

1 电力故障诊断系统开发工具

用于电力故障诊断系统开发的工具要可以实现应用领域内容和系统结构设计，主要是由推理机和开发机构成，其中推理机主要是利用知识库中的知识进行知识推理，并使用自然语言和用户进行对话；开发机是使用自然语言的方法和开发人员进行交互，将接收到的知识存入知识库或者修改知识库中的内容。电力故障诊断系统开发工具提供了获取知识、表示知识、推理功能、开发接口、用户接口等，用户不需要了解专家系统具体的构成方法，只需要对相关的领域知识进行使用即可，这样就有效的降低了专家系统的周期和难度，本文建立的专家系统是一种专家决策支持系统，使用骨架型专家系统作为开发工具，使用C语言进行编程，领域专家学习起来比较容易，而且良好的接口，用户使用起来更加的方便。

2 专家系统的结构构成

变压器故障诊断系统结构图如图1所示，在使用的过程中，用户可以和专家系统进行信息的交流，在遇到明显出错的问题或者专家系统无法解决的问题时，领域专家可以根据具体的情况利用开发工具进行修改和维护。在图1中，专家系统主要是由推理机、知识库、知识获取器、中间数据库、解释器、用户接口等构成，主要具备如下功能：（1）系统含有文本编辑器，可以自动编辑文件。（2）拥有多种语言交互数据的能力，可以生成知识规则。（3）具有前向和后向诊断推理的能力。（4）具有对推理过程进行解释的能力。（5）显示对话时搜索规则的路径。（6）自动形成问题询问。（7）可以进行数学函数浮点运算。（8）可以执行外部DOS文件。（9）置信因子，可以对知识库中信息的不确定程度进行估算，有推理搜索窗口、会话窗口和结论窗口构成，如图1。

3 电力变压器故障诊断系统知识库

由于导致电力变压器故障的原因很复杂，而且大多数的电力系统故障都不明显，故障类型也比较多，每一种故障都会出现多种故障现象，作为专家系统的核心，知识库收集和归纳了所有可能出现的故障，并将这些故障制成规则存放在知识库中。在对故障进行诊断时，根据运行变压器检测到的信息进行推理，从而对故障进行正确的诊断，找出故障的大概位置和出现故障的具体原因。在诊断电力变压器故障时，一般使用油中气体分析的方法进行诊断，国外多使用气体含量相对值的方法对故障进行诊断，通过对三百多台故障变压器的油中其它进行分析，分别验证了改良罗杰斯法、电协研法、改良电协研法和HAE法，研究证明，使用改良电协研法进行判断具有较高的准确率。因此，本电力变压器故障准段系统使用改良电协研法进行油中气体分析。具体的故障判断规则如表1所示。

除了以上内容外，故障诊断还包括对故障能力和热源温度进行估算、对产气速率进行考察、对油中溶解气体的饱和水平进行估算、预算油达到气体饱和释放需要花费的时间，对于确定具体故障的部位来说，分析油中的气体难度是比较大的，除了需要根据磁路产气特征和导电回路的一些特征的差异性来对故障的位置进行推断外，还可以根据具体的检修情况、具体的运行情况、外部检查情况、电气试验情况、其它试验情况来进行综合的判断、本电力变压器故障诊断系统可以将比较抽象的知识形成规则，并形成多个知识模块，所有的知识模块都是独立存在的。而且，为了维护方便，所有的模块都可以进行扩充和修改。比如，特征气体模块主要用来判断故障是涉及固体绝缘材料，还是只涉及绝缘油。气体正常值模块用来判断变压器是否出现了异常情况，改良电协研法模块主要用来判断故障是放电性故障还是过热性故障，产气速率模块主要用来对故障的严重程度进行判断，电气试验模块和外部检查模块主要用来对故障的大概位置进行确定。

4 具体的故障诊断案例

本电力变压器故障诊断系统主要是在IBM-PC机或兼容机上进行开发和使用的，在进入到这个专家系统后，在屏幕上会显示出三个窗口，并在会话窗口将问题显示出来，用户可以输入或选择问题的答案，而且在推理窗口可以看到具体的搜索过程，在搜索到某个问题的答案时，规则会停止下来，并在结论窗口将推理的中间结果显示出来，会话窗口根据具体的搜索需要进行提问，知直至得出诊断结果。

4.1 案例

某电力变压器为SFPS-120000/2000，在电力变压器运行的过程中，发现油中其它的含量如表2所示。

通过使用该电力变压器故障诊断系统进行诊断发现变压器异常，提示改良电协研法编码为100，为电弧放电，主要是因为分接开关飞弧、相间闪络导致的故障，故障置信度为0.86，在进行现场检查的过程中，发现分接头和分接开关操作杆之间存在接触不良的情况，并且有悬浮电位连续火花放电的情况，证明该诊断结果是正确的。

5 结论

总而言之，由于电力变压器的出现故障的现象和原因比较复杂，在诊断故障时，有比较多的不确定因素存在，例如安装质量、制造质量、运行维护水平、继电保护、变压器容量、电压水平、冷却方式、绝缘结构、运行时间、自然灾害等因素都会影响诊断结果。而通过对电力变电站故障诊断系统进行不断的完善和改进，可以准确的诊断故障原因，找出故障点，具有广泛的应用前景。

参考文献

[1]邓宏贵，罗安，曹建，丁家峰，王会海.基因多点交叉遗传算法在变压器故障诊断中的应用[J].电网技术，2004，（24）：67-68.

[2]李海江.变压器故障的智能诊断系统[J].山东电力技术，2008，（04）：45-46.

作者单位

青海盐湖海虹化工股份有限公司 青海省海西蒙古族藏族自治州格尔木市 816000endprint

摘 要

近年来，随着变压器运行数量的不断增加，国内各个变压器生产厂商的生产技术水平存在差异化，导致投入运行的变压器质量无法保证，为了保证电力变压器持续稳定的运行，迫切需要使用新的诊断技术来提高诊断效率。基于此，本文对电力变压器诊断新技术进行探讨。

【关键词】电力变压器 故障诊断 新技术

随着电力系统的日益扩大，对供电的可靠性要也逐渐提高，如何及时、有效的对电力变压器故障进行诊断，已经成为了一项非常重要的任务。在计算机信息技术不断发展下，国内外的相关专家学者通过不断对变压器的故障进行诊断，已经研制出了基于计算机信息技术的故障诊断的专家系统，并取得了良好的故障诊断效果，本文重点对该项技术的开发和应用进行探讨。

1 电力故障诊断系统开发工具

用于电力故障诊断系统开发的工具要可以实现应用领域内容和系统结构设计，主要是由推理机和开发机构成，其中推理机主要是利用知识库中的知识进行知识推理，并使用自然语言和用户进行对话；开发机是使用自然语言的方法和开发人员进行交互，将接收到的知识存入知识库或者修改知识库中的内容。电力故障诊断系统开发工具提供了获取知识、表示知识、推理功能、开发接口、用户接口等，用户不需要了解专家系统具体的构成方法，只需要对相关的领域知识进行使用即可，这样就有效的降低了专家系统的周期和难度，本文建立的专家系统是一种专家决策支持系统，使用骨架型专家系统作为开发工具，使用C语言进行编程，领域专家学习起来比较容易，而且良好的接口，用户使用起来更加的方便。

2 专家系统的结构构成

变压器故障诊断系统结构图如图1所示，在使用的过程中，用户可以和专家系统进行信息的交流，在遇到明显出错的问题或者专家系统无法解决的问题时，领域专家可以根据具体的情况利用开发工具进行修改和维护。在图1中，专家系统主要是由推理机、知识库、知识获取器、中间数据库、解释器、用户接口等构成，主要具备如下功能：（1）系统含有文本编辑器，可以自动编辑文件。（2）拥有多种语言交互数据的能力，可以生成知识规则。（3）具有前向和后向诊断推理的能力。（4）具有对推理过程进行解释的能力。（5）显示对话时搜索规则的路径。（6）自动形成问题询问。（7）可以进行数学函数浮点运算。（8）可以执行外部DOS文件。（9）置信因子，可以对知识库中信息的不确定程度进行估算，有推理搜索窗口、会话窗口和结论窗口构成，如图1。

3 电力变压器故障诊断系统知识库

由于导致电力变压器故障的原因很复杂，而且大多数的电力系统故障都不明显，故障类型也比较多，每一种故障都会出现多种故障现象，作为专家系统的核心，知识库收集和归纳了所有可能出现的故障，并将这些故障制成规则存放在知识库中。在对故障进行诊断时，根据运行变压器检测到的信息进行推理，从而对故障进行正确的诊断，找出故障的大概位置和出现故障的具体原因。在诊断电力变压器故障时，一般使用油中气体分析的方法进行诊断，国外多使用气体含量相对值的方法对故障进行诊断，通过对三百多台故障变压器的油中其它进行分析，分别验证了改良罗杰斯法、电协研法、改良电协研法和HAE法，研究证明，使用改良电协研法进行判断具有较高的准确率。因此，本电力变压器故障准段系统使用改良电协研法进行油中气体分析。具体的故障判断规则如表1所示。

除了以上内容外，故障诊断还包括对故障能力和热源温度进行估算、对产气速率进行考察、对油中溶解气体的饱和水平进行估算、预算油达到气体饱和释放需要花费的时间，对于确定具体故障的部位来说，分析油中的气体难度是比较大的，除了需要根据磁路产气特征和导电回路的一些特征的差异性来对故障的位置进行推断外，还可以根据具体的检修情况、具体的运行情况、外部检查情况、电气试验情况、其它试验情况来进行综合的判断、本电力变压器故障诊断系统可以将比较抽象的知识形成规则，并形成多个知识模块，所有的知识模块都是独立存在的。而且，为了维护方便，所有的模块都可以进行扩充和修改。比如，特征气体模块主要用来判断故障是涉及固体绝缘材料，还是只涉及绝缘油。气体正常值模块用来判断变压器是否出现了异常情况，改良电协研法模块主要用来判断故障是放电性故障还是过热性故障，产气速率模块主要用来对故障的严重程度进行判断，电气试验模块和外部检查模块主要用来对故障的大概位置进行确定。

4 具体的故障诊断案例

本电力变压器故障诊断系统主要是在IBM-PC机或兼容机上进行开发和使用的，在进入到这个专家系统后，在屏幕上会显示出三个窗口，并在会话窗口将问题显示出来，用户可以输入或选择问题的答案，而且在推理窗口可以看到具体的搜索过程，在搜索到某个问题的答案时，规则会停止下来，并在结论窗口将推理的中间结果显示出来，会话窗口根据具体的搜索需要进行提问，知直至得出诊断结果。

4.1 案例

某电力变压器为SFPS-120000/2000，在电力变压器运行的过程中，发现油中其它的含量如表2所示。

通过使用该电力变压器故障诊断系统进行诊断发现变压器异常，提示改良电协研法编码为100，为电弧放电，主要是因为分接开关飞弧、相间闪络导致的故障，故障置信度为0.86，在进行现场检查的过程中，发现分接头和分接开关操作杆之间存在接触不良的情况，并且有悬浮电位连续火花放电的情况，证明该诊断结果是正确的。

5 结论

总而言之，由于电力变压器的出现故障的现象和原因比较复杂，在诊断故障时，有比较多的不确定因素存在，例如安装质量、制造质量、运行维护水平、继电保护、变压器容量、电压水平、冷却方式、绝缘结构、运行时间、自然灾害等因素都会影响诊断结果。而通过对电力变电站故障诊断系统进行不断的完善和改进，可以准确的诊断故障原因，找出故障点，具有广泛的应用前景。

参考文献

[1]邓宏贵，罗安，曹建，丁家峰，王会海.基因多点交叉遗传算法在变压器故障诊断中的应用[J].电网技术，2004，（24）：67-68.

[2]李海江.变压器故障的智能诊断系统[J].山东电力技术，2008，（04）：45-46.

作者单位

青海盐湖海虹化工股份有限公司 青海省海西蒙古族藏族自治州格尔木市 816000endprint