变压器在线试验与故障诊断技术研究

曾晓力

摘 要：在人们的日常生活中，变压器是一个不可缺少的设备，随着社会的不断发展和进步，人们日常工作和生活对于电能的需求也在不断提升，而这也使得变压器的安全性要求逐渐提高，所以对变压器进行在线试验和故障诊断也显得尤为重要，该研究主要据此进行分析，希望所得结果可以为相关行业与领域提供可行的参考。

关键词：变压器 在线试验 故障诊断

中图分类号：TM40 文献标识码：A 文章编号：1672-3791（2015）11（a）-0041-02

当前形势下人民对于电力的需求越来越大，为了不断满足人们的需要，所以需要不断的为人们提供更加优质的电能资源。而相对来说，变压器在电能的输送过程中起着十分重要的作用，其不仅仅能够维护电力系统更加稳定和有效的运行，同时也能够保证电力系统的运行安全。所以对变压器进行在线检测和技术诊断是非常重要的。

1 故障变压器的在线试验测试

所谓变压器其主要的功能和作用就是升压与降压，但是在具体测试过程中，其特别要重视的是变压器的升压，因为人体的安全电压为≤36 V，所以在对变压器进行在线试验的时候，其很可能会产生高达上百万伏或超过上百万伏以上的超高电压，其试验过程中需要确保实验人员和设备的安全性，而这也需要对变压器具有更高的要求。

1.1 对油中的溶解性气体进行监测的试验

在变压器进行工作过程中，其会产生不同的气体，而如果变压器的工作出现了异常，那么其内部的气体则会发生一定的变化，由此也能够通过这一点来对气体中的成分进行分析，还能够分析气体的相对百分比和产气率等，这样就能够达到对变压器出现哪种故障进行诊断的目的。而H2、C2H6、CO、CH4和C2H2等则是变压器在工作工程中其油中所产生的典型的溶解气体，而在实际的测试工作过程中，也常常会利用这些气体来对变压器的实际症状进行诊断和检测，并作出分析。

1.2 振动分析法的应用

变压器的振动主要是因为铁芯和绕组而产生的，变压器的铁芯一般是通过层叠的硅钢片构成的，而硅钢又在磁场的作用下引发了铁芯的振动。其振动主要是应用到了硅钢片的磁致伸缩特性，其和磁感应的强弱成正比。如果变压器能够正常的运转，那么其铁芯在非饱和情况下，其振动的幅值和励磁电压的平方成正比关系，其基频则为100 Hz。因为磁致伸缩的非线性和沿铁芯内框与外框的磁通路的径长长度一般不同，素以这也使得铁芯的诊断信号当中会包含着很多的高次谐波成分在其中[1]。绕组的振动则是因为流通在绕组中的电流所产生的，电磁力和绕组电流平方主要是正比关系，其振动的幅值和绕组电流的平方主要为正比，同时其频率也为100 Hz。因为绕组结构当中的非线性因素的影响，使其振动当中包含有高次谐波，仅此谐波的分量变化和绕组的结构存变化存在着必然的关系。所以检测变压器的故障在当前来说最为有效的方法就是振动分析法，在实验过程中对变压器振动信号进行分析和监测，就能够实现对变压器当前状态分析的目的。

1.3 局部放电在线监测

如果变压器在恶略的环境下持续性地进行工作，比如局部磁场前度太高可会导致其发生局部放电等情况，这样对局部防线的增长速率变化进行分析，就能够有效地对变压器的内容故障进行诊断，同时还能够根据电流的脉冲、电流的气体、点电波、光信号、超声波、灯信号等进行测量，以此来分析具体的故障情况。

2 变压器的故障诊断技术的研究

变压器不仅其制造工艺比较复杂，同时其工作的环境也比较复杂，所以变压器的故障往往也很复杂。即便是不同的变压器的故障模式是相同的，其一般也会具备着不同的故障特征，而且同样的故障特征很可能会对应着各种各样的故障模式，这也就表示，变压器的故障模式和故障特征并非是一一对应的关系，这两者之间的关系十分复杂。所以需要对变压器的故障特征进行明确，对变压器进行故障诊断的时候，最长应用到的方法便是信息融合技术[2]，其能够将变压器故障特征数据和多维信息进行合理的融合，最终得出有效的诊断结果。分析信息融合诊断需要从如下三个方面进行。

2.1 信息融合诊断技术的融合数据层

对数据层进行融合，需要应用到传感器，通过传感器对原始数据的恢复和处理来进行相关的操作，而传感器则不需要进行任何处理，这样便只得其数据的实现更加贴切，从而导致传感器和原始数据之间的关联更加的密切。所以需要在此基础上保证能够对目标数据作出顺利的融合，而对数据进行融合的方法比较多，一般常用到的是加权平均算法，也有涉及到算术平均法等算法，这都能够对数据层进行有效的融合。

2.2 信息融合诊断技术融合特征层数据

实现上一步骤之后便需要进行接下来的信息融合，也即是对特征层的数据进行融合。首先需要在信息源当中将特征数据提取出来，之后再对其进行有效的分析和处理，这样所提取出来的特征信息就具备着一定的统计意义。这种数据能够在一定程度上将整体性能反映出来，同时还能够根据特征信息所反映出来的信息来处理原始数据。在对某种特征层数据进行融合的时候，其所应用到的方法一般都是模式识别技术，主要和第一阶段技术存在区别，在信息融合之前进行信息的交换，能够将信息转化成为统一的表现形式，这样再对信息进行相互的关联，就能够实现信息的融合[3]。这种方法具有明显的优势，特别是能够有效的对信息进行压缩，可以更好的实现数据的实时处理，也能够更好的提升信息的分析和决策效率等。

2.3 信息融合诊断的决策层数据融合

这是信息融合诊断技术对信息进行融合的第三个阶段，作为信息融合的最后一个阶段，其主要是通过传感器来实现对监测目标原始数据进行初步整理和提取的目的。其能够有效的对数据进行合理的关联，同时可以根据相关标准进行决策，这样能够将故障发生的具体位置指出，同时也能够区别出故障发生的类型等。

2.4 变压器漏油诊断和接头过热

除了上述所说道的信息融合诊断以外，通过对变压器的漏油情况进行判断也能够诊断出变压器的故障，虽然变压器漏油看起来像是小问题，但是这却存在着较大的安全隐患，因为漏油将会导致直接的经济损失和环境污染。常见的漏油地方一般都是接缝处、拐角处、升高座或法兰孔等处。同时变压器的接头如果过热，那么其将会对变压器的正常运转产生影响。所以需要证实铜铝链接处，因为同材质在室外或者超市的环境下很容易发生氧化反应，变压器的端头多为铜质，因此避免其和铝发生接触。此外在日常的维护过程中，需要注意在接头处均匀的涂抹导电膏，这能够保证其接头的连接性更加完好，可以有效的避免因为接头过热所造成的故障发生。

3 结语

该研究主要对变压器在线试验和故障诊断方面的相关内容作出简要分析，文中笔者也谈到了一些自己的主观见解。最后，笔者认为对变压器进行故障诊断的时候，需要采用信息融合的方式进行，同时也要注意对变压器的外观常态和表现进行观测，以便更好地诊断故障，保证电力系统能够更加稳定和安全的供电，为人们的正常生活与生产提供更大的便利。

参考文献

[1] 许志华.关于变压器在线监测与故障诊断新技术的思考[J].中国科技投资，2013，10（26）：45-46.

[2] 吴成年，徐洁，石颉，等.变压器状态监测与故障诊断技术的现状及进展[J].电气制造，2013，18（8）：23-24.

[3] 韩世军，朱菊.电力变压器在线监测与故障诊断系统的研究[J].数字技术与应用，2014，7（10）：52-43.