电力变压器故障诊断及检修研究

张恩芳

摘要：本文通過对电力变压器故障原因的分析及其诊断方法及检修的叙述，为电力变压器的运行安全及故障处理提出了相应的指导建议。

关键词：电力变压器 故障诊断 检修

0 前言

电力变压器是电力系统中至关重要的设备之一，是输变电系统中最为关键的环节，它的主要功能是电压变换、电能分配和传输等。电力变压器的正常运行是电力系统安全运行的保障，是提供可靠、优质、经济电能的重要保证，其健康状态和运行状况直接影响着整个电力系统的运行安全，电力变压器的故障不仅影响电力系统的输电能力，甚至可能造成电力系统的大规模停电以及人身事故，给电力系统和居民经济带来重大损失。因此提高变压器运行维护和技术管理水平，减少电力变压器故障的发生，是电力系统迫切需要解决的重要问题。

电力变压器的现代化对变压器的故障诊断及检修体制提出了变革性的要求，电力变压器运行的高可靠性和检修的经济性已成为电力系统降低运行成本的关键。因此，建立一种更好的电力变压器维护方式，由“到期必修”转变为“当修必修”势在必行。

1电力变压器故障类型及原因

电力变压器故障的划分可以有以下几种：按电力变压器回路划分，可以分为电路故障、磁路故障和油路故障。按电力变压器的主体结构划分，可分为铁芯故障、绕组故障、油质故障和附件故障几种。但习惯上对电力变压器故障的分类是根据常见的故障易发区位来划分的，如铁芯故障、绝缘故障、分接开关故障等。同时还存在电力变压器渗漏故障、保护误动作故障等等。上述这些不同类型的故障，有的反映的是热故障，有的反映的是电故障，有的既反映热故障同时又存在电故障，而电力变压器渗漏故障在一般情况下不存在热或电故障的特征。

油浸电力变压器的故障通常分为内部故障和外部故障两种。内部故障为电力变压器油箱内发生的故障，例如各相绕组的相间短路、绕组或引出线的接地故障等。外部故障为电力变压器油箱外部发生的各种故障，其主要类型有：绝缘套管闪络或破碎引起的接地短路，引出线发生相间故障等。

电力变压器故障主要是由于绝缘材料的劣化产生的，其原因主要包括正常及过负荷下的热劣化以及水分和氧气对热劣化的促进作用。其他电力变压器故障原因可能有以下几种：

（1）选用规格不当。主要包括电力变压器绝缘等级选择错误；以及所选规格未满足环境条件要求。

（2）安装不当和保护设备选用不合适。

（3）电力系统的异常电压。

（4）电力变压器的长期自然老化。

2电力变压器的故障诊断方法

2.1电力故障诊断中的人工智能技术

随着人工智能理论的出现及其在电力变压器故障诊断中的成功应用，为电力变压器故障诊断技术开拓了新的途径。利用人工智能的理论和方法，将电力维护人员关于电力变压器故障诊断的经验和知识加以系统化，形成电力变压器故障诊断与检修的知识库，有利于电力变压器故障诊断知识的积累及扩大。目前几种应用较多的智能技术包括专家系统、神经网络、遗传算法等。但由于各种人工智能技术或多或少都存在一些不足，所以需要各种智能技术的相互结合、取长补短，例如人工神经网络与专家系统相融合以及模糊知识表达、推理与专家系统融合等。这些方法或多或少的提高了故障诊断的正判率，但是在实际中的应用，其实用性、可靠性等都还存在些许问题。随着传感技术以及信息处理技术的不断发展，人工智能技术在电力变压器故障诊断中的应用将有更大的发展。

2.2故障诊断中的推理技术

一般来说，良好的电力变压器故障诊断要求对电力变压器的结构认识相当透彻，并且对电力变压器的设计、制造及工艺均有一定的了解；丰富的生产运行及现场诊断、维修经验更是至关重要。所以说电力变压器的故障诊断是一项经验性很强的工作。目前，主要的推理方法依据获得的故障信息而定，可以分为以下几种：

（1）简单阐值比较法

简单阐值比较法主要是指将已经测得的参数与设定的标准值进行比较，若偏离标准值一点范围，就判定设备出现故障或提醒注意。此方法在我国规程以及各地现场规程中大量采用。该方法形式简单、目标明确、容易操作，所以推理效率很高。但是简单阐值比较法难以对全国各地的各种情况进行统一而合理的规定，致使简单阐值比较法显得过于绝对化。针对上述不足，提出了变化率判断法和相同运行条件下同类设备比较法等。根据上述方法进行判断虽然改善了电力变压器故障诊断的准确性和灵敏度，但本质上仍是阐值比较法。为了更好地解决电力变压器故障判断标准绝对化的问题，开始对电力变压器故障信息进行了模糊处理，并取得了良好的效果。

（2）复杂模式识别

对于类似于局部放电等试验而言，单纯的利用简单的阀值比较并不能够满足电力变压器故障诊断的要求。因为有些故障测得的不是单一值，而是一组相互之间具有复杂内在联系的数据，这种数据包含着故障的大部分信息，用简单的产生式规则及其组合进行故障诊断一般难以取得较好的效果。这类故障信息只有通过适当的模式识别，才能对电力变压器故障进行较好识别。

（3）综合故障诊断方法

从指导现场电力变压器的运行及维修来看，仅仅能够诊断出电力变压器已经发生或将要发生故障，有时候是不够的，很多情况还希望能够指明电力变压器故障发生的部位及其严重程度，这就要求利用全面的信息对其进行综合分析以便得出更为准确的诊断结果。在综合诊断方面，利用证据理论以及人工神经网络构建了电力变压器故障诊断的多级决策模型，能够较好地模拟人类专家的不确定推理过程。

3.电力变压器的检修

电力变压器检修是一个涉及到调度、生技、安监、运行、修试厂等各主要生产管理部门，涉及到的系统有生产MIS、调度。电力变压器的检修主要包括以下几点：

（1电力变压器管理

变压器管理是规范设备从变电所、变压器间隔到相关技术参数之间的层次关系，通过不同权限的设定明确了变压器新增、更换、调度命名变更、设备更换、移位等动态维护业务职能的分配。

（2电力变压器的运行管理

电力变压器的运行管理是实现电力变压器运行日常管理工作功能，并为电力变压器检修分析提供了开关跳闸、避雷器动、电力变压器有载开关调压次数等相关数据记录。

（3电力变压器的检修

电力变压器检修是在完成电力变压器状态评估后，根据相关知识库中的判据和相关标准制定维修策略。维修策略主要指维修周期，包括电力变压器的试验、检修等。维修策略分传统维修部分（规定的电气设备的预试、检修周期等）以及依据电力变压器状态对维修策略进行调整的部分（包括立即维修或更换、限期维修或更换、缩短周期、正常周期、延长周期）。

（4检修档案

检修档案包括检修以及检修完成后的相关报表，检修档案是为规范电力变压器的检修行为，提高其检修质量，确保检修安全并为以后的检修提供相关信息而制定一项检修工作措施。

4结论

电力变压器的变压器正常运行是电力系统安全、可靠、优质、经济运行的重要保证，本文通过对电力变压器故障诊断方法及检修的叙述，为电力变压器的运行安全及故障处理提出了相应的指导建议。总之，随着电力变压器故障诊断与检修水平的不断提高，电力变压器运行将会更加的安全可靠。

参考文献：

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[2]黄建华.变电站高压电气设备状态检修的现状及其发展[J].变压器，2002（9）.

[3]董其国.电力变压器故障与诊断[M]，2001年 4月，中国电力出版社.