变压器在线试验与故障诊断技术研究

吴凯平

（广西壮族自治区特种设备检验研究院北海分院 广西 北海 536000）

【摘要】变压器是电力系统中一个重要的元件，它对于正常稳定供电有着深远的影响。而随着我国经济的不断发展，社会发展和人们生活对于用电的需求都在不断增长，电力系统承受的压力更高，为了保证人们的正常用电，我们必须研究分析使供电有效稳定的措施，而对于变压器进行在线监测试验就是其中一种。本文主要对变压器的在线试验进行了分析，并对变压器的故障诊断技术进行了研究，为电力系统提供防护。

【关键词】变压器 在线试验 故障诊断

社会的发展离不开电的大量应用，而在社会发展越来越深入的状况下，人们对于用电的需求增大，对于用电安全和供电稳定性的要求也有所提升，这就对新时代的电力系统提出了更高的要求，而电力系统要想完成稳定安全供电的任务，保证变压器正常运行时必不可少的一项措施。大量资料表明，变压器事故的主要原因是其绝缘性能劣化，影响变压球的绝缘性能主要有两方面，一是局部放电使油纸由老化逐渐发展到被击穿，而是变压球在运行过程中遭受突然事故，但其表现形式也是局部放电，所以局部放电视变压球绝缘性能劣化的主要表现形式，因而对变压器进行局部放电检测是对变压球检测的有效方法。

一、变压器的故障部位

铁芯是变压球的主要部件，它起着转變电压的作用，但相比于其他部件，它也是最容易出现故障的一个部件。它会在长时间的工作中发生松动并与接地铁芯相接触，两者之间会产生局部电流，从而使变压球绝缘性能受到破坏；绕组变形也是变压器的主要故障表现形式，它通常是先由绕组匝间的故障引起，继而使绕组的绝缘老化直至被击穿，绕组也会短路；分解开关的故障主要是无载，它出现在变压球停止工作的时间，并能改变绕组的匝数，通过影响匝数来影响变压器的输出电压；油是变压器中的绝缘介质，但在变压器的长期运行中，会使油发生氧化反应从而影响油的绝缘性能，变压器散热不良，也会使得老化速度加快。

二、变压器在线试验研究

（一）电磁对变压器在线试验的分析和抑制

无论是从国内还是国外的变压器在线监测试验来看，电磁干扰都是一道绕不过去的坎，它在试验中普遍存在，对检测的灵敏度和可靠性造成影响。干扰一方面来自于监控系统本身，因为设计或制造不完善使得监测系统出现噪声等干扰，影响着在线监测试验，可以通过从设计、结构方面等入手来解决；另一方面来自于电站中的干扰源，诸如通信设备、整流设备都在此列，通过电源、地线等方式进入监测系统产生干扰，对这些干扰既可以通过增强屏蔽等手段减小干扰，也可以在干扰产生前后进行处理。

（二）国内外局部放电监测技术发展状况

国外的局部放电监测技术发展较早，在上世纪中期就已经有成熟产品问世，加拿大的差动平衡检测系统是其代表，它利用高频电流传感器取信号并在其上产生两个方向相反的信号，这两个信号在经过调整以后就是差动系统，可以用来提高信噪比，增强放电信号。近期国外的在线监测技术正在研究用特宽带或者特高频来进行局部放电的检测，可以大幅排除干扰，提高检测灵敏度和可靠性。我国的局部放电在线监测技术起源于上世纪八十年代，并且相继研究出了许多类型的监测装置，如脉冲方向法、多端调节法、数字信号处理法，但均存在一定局限性，不能得到大范围的推广。

（三）在线监测技术分类

对变压器的内部进行局部放电检测有许多方法，最常用的就是超声检测法，其原理为局部放电产生超声波，将其用传感器转化为电信号进行度量，此外还有光测法、红外热像法等，顾名思义，即分别用光和红外辐射进行局部放电信号的检测，分别通过不同形式表现出来；对绕组变形的监测目前主要采用短路电抗法和频响分析法等，在用这些方法时变压器要处于停止状态；对接地铁芯则有专门的回路电流检测装置，保护工作人员的人身安全和设备安全；对变压器可以安装传感器来获取其振动加速度，通过其加速度的变化来确定其绕组状态；对绝缘电阻的检测可以对变压器施加以适当的电压，通过对其输出电压的判断来确定其绝缘劣化情况。

三、变压器故障诊断技术

变压器的故障是一个存在着诸多变化的表现形式，它会根据变压器的制造工艺、运行环境等有所不同，从而在表现出来的故障形式上也不同，即使它们发生故障的原因相同，所以要对变压器的故障进行诊断，就要明确其故障模式和表现之间的关系，以此来确定诊断方法。目前最常用的诊断方法是信息融合技术，它的优点在于将故障数据和其余信息进行融合，找出对于诊断故障最有用的部分，来使诊断结果更为准确。对于信息融合技术的使用要先从对于原始数据的分析处理开始，为了保证传感器与数据之间的密切关系，不对传感器做任何处理，然后再从信息源中提取出故障特征数据，特征数据在一定程度上能够代表整体数据，对数据量进行了压缩，使数据处理取来更为方便；最后用传感器对检测目标的原始数据进行特征数据的提取并识别，根据提取数据与故障标准的比对来确定故障部位和类型。对于变压器的故障诊断而言，要想发展，就要软硬件结合，对监测和诊断技术的功能和参数进行提升，并能够有一套完整的分布式在线监测系统，更好地对各种数据进行分析处理，将监测及诊断过程变得更加简便。

四、结语

本文对变压器的在线试验进行了简单分析，指出变压器故障的原因及抑制以及在线监测的国内外发展情况，并对变压器故障诊断技术进行了分析，为推动变压器的发展及其故障诊断提供参考。

参考文献：

[1]曾晓力.变压器在线试验与故障诊断技术研究[J]. 科技资讯，2015.

[2]张力夫，王鹏飞.变压器在线试验与故障诊断技术研究[J]. 黑龙江科学，2014.

[3]刘炜.变压器在线试验与故障诊断技术研究[J].科技风，2012.