電力變壓器故障診斷與狀態綜合評價研究

宋俊鋒 孔祥軍

引言：電力變壓器是在電力傳送過程中具有保障安全的重要機械。就目前的情況來看，我國的許多電路中的變壓器已經使用了很長時間，因此經常會出現故障，嚴重的時候則會發生安全事故。因此在電力變壓器的使用過程中，要注意日常的維護，還要對其進行經常性的故障診斷，便面事故的發生。本文主要闡述了在變壓器的使用過程中如何電力變壓器進行故障診斷以及對其實現科學綜合評價。

在現代的社會生活中，人們對于電的使用越來越重視，如果出現停止供電或者電網遭到破壞的情況，人們的生活不僅會受到影響，而且對于一些企業也會受到巨大的損失。因此，要對電路中存在的安全隱患進行排查、預測和診斷。而電力變壓器作為電路中重要的一個樞紐，對保護整個電路的安全具有非常重要的作用，所以對變壓器實施故障診斷和預測是一個很關鍵的問題。

一、電力變壓器的診斷方式

1.通過對特殊氣體的分析

在當前使用的電力變壓器中，較為常見的便是油浸式電力變壓器，這種電力變壓器在使用的過程中由于受到熱力和電力的作用，會出現一些老化的現象，而一些材料在老化的過程中會產生一些特殊氣體，例如甲烷、氫氣等具有危險性的氣體，這些氣體在油中經過不斷的運轉和變化，逐漸溶解在油中，而這些氣體的組成成分和含量的直接導致電力變壓器出現的故障的種類以及程度大小的不同。在使用這種方式進行電力變壓器故障的診斷時要收集有效的、準確的數據。另外還要遵循多個原則，首先在進行數據的采集時要充分的結合電力變壓器的型號以及其他各個方面的特點，綜合分析這些原因對數據分析的影響，以達到結果的準確。其次則是采集的數據要具有代表性，如果電力變壓器在平常的使用過程中過熱的故障會經常發生，那么就應該對這樣的數據多收集。最后則是收集的數據要緊湊，去除一些不必要的數據，來減少工作量。

2.利用故障分層的方式進行故障的診斷

這種方式是電力變壓器故障診斷中最常使用的方式，它基本的工作流程是將電力變壓器的最容易出現的問題作為研究目標，經過不斷的數據收集和分析，對這個問題出現的原因做出總結，然后針對每一個原因進行更加深入的研究，直至找到最原始的、最根本的原因，達到故障分析診斷以及故障預測等多方面的目的。但要采用是在實際的情況中，故障有時候是由多方面的原因造成的，因此在這種情況之下，很難對造成故障的原因進行更加準確的確定，所以要采用概率對故障進行描述。故障分層的檢測方式也存在一定的局限性，它對系統特別依賴，如果一旦使用此方法便很難改變其檢測方式，在另一方面，要使用這種方式進行檢測常常需要做好多工作，在很大程度上會降低診斷的效率。

3.利用專家系統

這并不是單純的計算機進行診斷的方式，而是綜合了人的經驗和知識制定出來的一套相對智能的故障診斷系統。在電力變壓器使用的過程中，如果發生故障，那么這個專家系統便可以對現實的數據進行搜集，并根據這個變壓器的故障歷史縮小范圍針對某一個部位進行分析，在此基礎之上結合專家的經驗和知識，對故障迅速的做出判斷。在較為復雜的電路系統中，這是一種較為有效的方式。這種方式具有智能的效果，它具有一定的自我知識，能夠對問題進行推理，具有靈活性。但是在使用的過程中，還要注意對其中知識和經驗的補充，使其不斷適用當前電力變壓器的故障診斷。

4.利用模糊推理的原理

模糊推理是根據已有的規則和經驗，對不明確、較為模糊的數據進行推理，以此來達到故障分析的目的。采集的數據往往一部分是真實的，因此可以根據這些數據對模糊的數據進行邏輯推理。在電力變壓器出現故障的過程中，由于波動比較大，采集的數據會出現一些誤差，這種方式能夠最大程度的減小誤差所帶來的失誤。

5.利用人工神經網絡法

這是根據人的大腦模擬形成的一種故障分析系統。在這一個系統中存在著大量的神經元，通過各個神經元之間的聯系形成了一個復雜龐大的神經網絡系統。ANN是這個系統中對人腦神經細胞模仿的一部分，它與人腦神經細胞一樣具有一定的學習、分析等能力。ANN的工作結果是通過神經元之間的相互作用和聯系來完成的。ANN是一個規模很大的結構，它能夠有效、高容量的存儲信息，并且能夠較好的對這些信息實現適用和組織。由于這種故障診斷方式相比于其他的診斷方式具有多個方面的優點，因此在電力變壓器故障診斷方面應用的比較廣泛。此外，由于ANN自身存在的自學能力，使它存儲的知識中不僅含有專家的經驗和知識，而且還存儲著專家也不知道的隱藏知識，這使得它具有更高效率和更好的質量來實現電力變壓器的故障診斷。

二、電力變壓器狀態綜合評價系統的探究

1.建立良好的狀態評價系統

對電力變壓器建立良好的狀態評價系統要建立在多個方面之上，首先便是對電路中存在的問題以及受到的不良影響進行分析。在進行變電器的采購時，要結合多方面的情況和可能會突然出現的特殊事件，使所使用的變壓器對外在的影響具有一定的承受能力，避免出現事故。其次則是對整個變壓器的材料進行分析，制造材料上的問題往往存在一個規律，既具有家族性的特點。這些材料問題的造成通常是由于一項制作工藝或者是設計以及原材料的選擇等多個方面造成的，因此在對元件的問題進行分析之后還要對其家族的其他元件進行相同的問題分析。最后則是變壓器其他的狀態信息。例如在采購變壓器時要對變壓器的基本信息有一個詳細的記錄，這樣在進行檢查和診斷的時候能夠更加準確和有效。此外還要對變壓器的檢修記錄進行登記，當變壓器在此出現問題時有利于問題的診斷。

2.對變壓器的狀態量進行評價

變壓器狀態量的變化對于變壓器的綜合評價也具有一定的作用。變壓器的狀態量能夠直接表達出變壓器的有效信息。狀態量的不同對電力變壓器的評價結果也不盡相同。但是變壓器的狀態量也存在區別，可以根據狀態量對評價結果的影響程度對狀態量進行分類，然后根據不同的狀態量對電力變壓器進行綜合的評價。

隨著人們以及一些企業對電量需求的增加，我國正在向大容量的電路發展方向邁進。所以在電路的安全以及電力變壓器等安全和技術方面的要求也越來越高。而電力變壓器對維護整個電路的安全以及電力的有效運輸具有重要的作用，因此避免電力變壓器出現故障，降低變壓器出現故障的幾率。同時還要建立有效的電力變壓器狀態的綜合評價系統來對電力變壓器進行綜合的分析。

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（作者單位：國網棗莊供電公司）