电力变压器常见故障分析及处理

2020-02-15刘海江

设备管理与维修 2020年18期

刘海江

（大庆石化公司热电厂，黑龙江大庆 163000）

0 引言

变压器在各种电气系统中起着不可替代的作用，广泛应用于各个工厂的能源输送、转化和生产过程。得益于中国经济和技术的持续快速发展，能源供应商的生产技术也在不断创新和演进。越来越多的新变压器被发明和安装，以实现更多的功能和应用，同时越来越多的不同型号、不同功能、容量变压器被引进，使得变压器在实际运行中很难配置安装。变压器故障影响电气系统正常运行，给电力生产带来不便。在日常生活和商业活动中，间接影响我国经济发展。为保证电网安全运行，必须对电源变压器的主要设备及时进行故障诊断，解决运行问题。油浸变压器是变压器的一种，油中溶解气体分析称为DGA 技术，是一种广泛用于故障诊断的渗透式油变分析检测方法。随着城市环境建设的逐渐发展，生活各领域对能源的需求日益增加，变压器是能源系统的重要组成部分，直接影响电力系统安全稳定运行。长期使用过程中，供电企业变压器不可避免地会出现漏油等问题。近年，随着计算机技术和人工智能技术的不断发展，人工智能故障诊断技术的应用越来越广泛。故障诊断准确率高、速度快、可靠性好，极大地拓展了变压器故障诊断的发展方向。本文在总结电力变压器故障诊断方法的基础上，提出了基于检修变压器的故障诊断方法，对如何提高变压器的检修能力提出一些看法。

1 故障分析与诊断中的问题

1.1 电气系统布线不规则

在实际工作环境中，电力变压器往往线路复杂，不同的接头和接线方式，使得线路布置不规则。另外，布线布局不规则容易混淆布线与工作人员的工作，造成设备损坏或安全事故。在将二次接线连接到复杂电路时容易出错。如果接错电线和接头，电气设备不能正常工作，影响电气设备使用寿命，可能发生重大安全事故。正常情况下，技术人员必须对设备产生的超温问题进行诊断，技术人员可以在电线的另一端使用铝材料，将连接部分改造成一个平面，用一层普通的原材料导线膏覆盖，保证导线接口清洁、干燥。避免在高温下产生误差，有效确保变压器安全，具有重要的社会和经济意义。

1.2 变压器检修人员能力不足

自动控制专家阿洛夫·扎德教授提出一种模糊集合论，引起相关行业科学家的极大关注。模糊逻辑是一种学习语言、思维形式和模糊规律的方法，用来描述和定义与某类事物之间的不确定关系。作为一种有效的变压器故障诊断方法，实际误差与故障原因之间存在着许多模糊关系和不确定性。此时，模糊逻辑可以有效地解决这个问题。人工网络检查是一门相对较新的科学领域，是一种数学模型。它采用的数据处理模型类似于人脑神经的一个突出连接点，但应用神经网络理论研究转化诊断方面还存在一定局限性。因此，其他智能方法一般需要与神经网络方法相配合，综合两种方法的优点相互补充，才能有效提高诊断的准确性。但在实际实现中仍存在一些不足，如误差反向出现精度差等。该领域的研究人员不断改进该方法，如改进的粒子群优化算法参数可以显著提高诊断的正确率。专家诊断虽然是人工智能的重要组成部分，但它是一种有着特殊经验和知识的诊断系统，因此单独讨论。顾名思义，专家系统就是模仿具有特殊经验和专门知识的人类专家，解决一些复杂问题的能力，不断提高知识库的内部解决问题能力，保证知识的新颖性和完整性。气相色谱法就是专家系统综合不同的故障检测数据，准确评估故障性质，并使其系统结构适应变压器的差异，以便创建个人诊断系统，可显著提高诊断的准确性。与西方发达国家相比，我国科技起步较晚，基础薄弱。特别是能源变压器技术，早期的电力变压器维修技术相对落后，电力变压器维修人员的知识水平不足。虽然改革开放以来我国科技进步很快，但我国高校教材中关于电力变压器的相关知识和理论都是由老一辈专家起草的，与现代电力系统中电力变压器的知识与理论之间存在差距。无法适应现代电力系统中变压器缺陷的诊断和维修，导致我国电力变压器维修人员的水平和能力不足。

1.3 变压器质量不合格

我国能源供应商生产技术的发展中，电力实际生产过程中不可避免地会产生一些非标产品。一些生产企业或违法者从专门渠道低价购买这些不合格产品，在市场上销售，用于电力系统。这些产品的质量远远达不到要求，在实际工作中很容易出现差错。优良的产品质量是电力系统稳定安全运行的重要前提。如果这些劣质的电力变压器混入电力系统运行，不仅会造成电力变换器频繁故障，还会对整个电力系统造成不可弥补的损害。

2 变频器故障类型及主要解决方法

2.1 电气传感器故障原因及分析

根据变压器故障的不同，变压器故障主要分为电路故障、磁路故障和机械故障。然而，在实际误差分析过程中，人们往往根据出错的部位对变压器的故障类型进行分类，如隔离缺陷、分接开关故障等。此外，在实际操作中经常会出现漏电和保护系统不正确的情况。同时，电力变压器通常处于过载状态，严重影响电力变换器的功能和寿命，使得变压器在以后的运行中的稳定性得不到保证。

2.2 针对不同问题制定不同的解决方案

铁心对冲误差直接影响电力变压器正常运行，大大降低了变压器效率。技术人员必须注意铁心表面缺陷，采取科学合理的方法进行诊断和维护，用直流冲击代替固定线，使基板在发生碰撞时可以重复使用，而不会损坏变压器的地线安全稳定，有效解决常见的核心控制错误，保证变压器正常使用。一种简单的阈值比较法是电力系统工作人员在实际运行中经常使用的维护故障的方法。它记录了稳定运行前变压器的具体运行参数，然后将故障变压器的一些参数进行比较。阈值比较法操作简单，应用方便，对操作者的专业知识要求不高。但是，这种方法的缺点是分析精度差，因为实际生产过程中变压器的容量，不可能达到每台变压器相同的参数，这样操作人员很容易做出错误决策。因此，一种简单的阈值比较法无法被广泛应用于变压器内部电路和电路故障的诊断。由于变压器长期连续运行，不可避免地会漏油，严重增加电力系统运行风险，极易引发电力安全事故。在处理变压器电阻管漏气、漏油问题时，必须先对变压器内的压力阀进行改造，降低功率转换器漏油的可能性，提高变压器的安全性和稳定性，确保电力系统有效运行。

缺陷综合诊断法是利用计算机技术模拟系统检测变压器故障的方法。综合诊断法要求技术人员首先在计算机上建立模型，然后在计算机模型中设置电力变压器的相关参数，然后根据建立的模型对故障变压器的运行状态进行仿真，并根据仿真结果对变换器进行修正。综合误差诊断方法耗时较长，程序复杂，在实际应用中所占比例不高。这一过程需要技术人员花费大量时间进行技术建模，而且准备周期太长，因此这种方法不能在短时间内检测变压器，电力变压器不能在短时间内重新启动。如果采用通用的故障诊断方法，一般采用备用功率传感器代替，以保证变压器系统的正常运行，然后对故障电力变压器进行诊断和维修。

2.3 提高员工的综合素质

提高员工的综合素质，加强员工管理，提高员工的业务素质和责任心。为保证电网安全运行，必须对电源变压器的主要设备及时进行故障诊断。随着计算机技术和人工智能技术的不断发展，人工智能故障诊断技术的应用越来越广泛，除了成分含量外，用于诊断变压器故障的溶解气体也可用于诊断故障。人工智能诊断技术故障诊断准确率高、速度快、可靠性好，极大地拓展了变压器故障诊断的发展方向。一些变压器技术人员不了解预防性试验的积极意义，片面认为交流应力试验不利于变压器的绝缘，不利于传感器的稳定运行。分析变压器油的色谱和微量水，测量直流电流电阻等，以便及时识别变压器的潜在问题。这种预防性试验在许多实际操作中都有应用，证明了其有效性，如通过分析变压器油的色谱图，即变压器油的气体成分，技术人员可以很好分析故障。电力企业必须按季度进行定期预防性试验，为变压器安全运行创造良好条件，技术人员应每季度进行一次预防性试验。

2.4 建立每个传感器的故障和维护文件

通过对电力变压器故障的分析和维护档案的建立，可以帮助员工了解变压器运行状态，从而显著提高电力变压器维护和故障诊断水平。随着人们生活质量和能源需求的不断提高，能源系统往往处于高负荷状态。技术人员要根据电厂的工作实际和供电企业的工作条件，充分考虑电力变压器工作条件，制定科学合理的检修计划，尽可能提高变压器工作效率。科学技术的飞速发展，信息技术、智能技术和数字技术被能源供应商广泛应用。电力企业可以选择安装智能监控系统，提高变压器故障诊断和有条件检修的效率，降低发生短路和隔离问题的可能性。技术人员很难实现全面、高质量的护理。利用监测系统检测功能大大提高了故障诊断的及时性和准确性，提高了设备维护性，同时还必须与厂家加强技术点的沟通，及时将与用电相关的异常问题反馈给厂家，找到科学合理的维修方案，保证变压器良好运行。