電力變壓器故障檢測技術的現狀與發展

謝 勇

（國網四川省電力公司廣元供電公司，四川 廣元 628000）

0 引 言

電力變壓器在故障檢測的過程中會隨著制造技術的發展而不斷的提升，同時供電穩定性也進一步提高。隨著電力智能控制技術的發展以及電力企業間競爭的加劇，電力企業為了發揮自身的優勢，不斷提升電力變壓器的檢測技術。常見的檢測技術包括在線檢測、離線檢測、定時檢測以及常規檢測等多種形式。在實際的檢測過程中可以單獨采用一種技術，也可以將多種技術組合應用，以提升變壓器檢測的效率，保證變壓器運行的穩定性和安全性。

1 電力變壓器故障檢測技術現狀

電力變壓器故障檢測技術種類較多，每種技術方式都各有優勢和不足。

1.1 油氣分析技術應用現狀

油氣分析技術是利用色譜分析儀對樣油進行分析，進而對變壓器內部狀態進行分析，及時發現內部的隱蔽性故障問題，對故障的早期判斷具有重要的作用[1]。這種方法的原理為烴類氣體產生的速度與溫度具有直接的關系，速度會隨著溫度的升高而提升（見表1）。但是這種分析技術在應用的過程中也存在一定的劣勢，分析步驟繁瑣，手續多，檢測的時間長，如果故障發生的比較突然則難以進行及時的檢驗。目前，相關研究人員已在不斷研究該技術弊端的改善方法。

1.2 紅外光譜檢測技術應用現狀

紅外光譜在線檢測的檢測準確性高、速度快、靈敏度強，維修頻率小，同時還能夠對由于變壓器故障導致的氣體含量進行準確測定。電力檢測人員可以根據紅外光譜進行在線檢測，并對由于變壓器導致的待測氣體進行定量分析，觀察能量的具體變化情況。但是紅外光譜檢測技術也具有一定的不足。紅外光譜對氫氣敏感性不強，所以在氫氣的檢查方面存在問題。

表1 油氣分析實驗表

1.3 電氣檢測技術應用現狀

變壓器在電器檢測過程中檢測的內容比較多，包括絕緣電阻、直流電阻、接地電阻以及極化指數等。其中，絕緣電阻在檢測的過程中，能夠對變壓器的受潮情況進行判斷。但是受外界環境的影響，絕緣電阻在變壓器絕緣缺陷的檢測中檢測質量存在缺陷，所以需要結合吸收比、極化指數等，提升對絕緣檢測的敏感度[2]。在介質損耗檢測中，主要是對變壓器受潮情況以及油質變性情況等進行檢測，利用介質損耗的情況進行判斷。但是介質損耗檢測無法對局部受潮情況進行反應。這是因為變壓器在應用的過程中內部結構會逐漸出現臟污，導致檢測的難度提高。繞組直流電阻檢測過程主要檢測的是變壓器的短路情況。

1.4 聲光譜檢測技術

聲光譜檢測與紅外光譜檢測具有相似性，且聲光譜相對于紅外光譜在氫氣濃度的檢測方面更具有優勢，能夠準確地檢測出氫氣的濃度和含量。聲光譜檢測技術主要利用光聲效應以及室內氣體對光譜吸收能力等因素對變壓器故障情況進行分析（見圖1）。聲光譜檢測技術不會受反射光、散射光等因素的影響，提升了檢測的準確率。

圖1 聲光譜檢測技術圖示

1.5 油化檢測技術

變壓器正常的油質是純凈、透明的，沒有雜質和其他的懸浮物，顏色淡黃或者微藍。如果變壓器受潮或者被雜質侵染，油質就不會呈現透明的狀態，顏色也會成為黃白色，且表面還可能掛有絮狀物或者油泥等物質。這些物質的出現會導致變壓器的壽命大大縮減。通過油擊穿測試可以對變壓器的純凈程度進行判斷和測試，進而了解變壓器的使用情況和存在狀態。

1.6 在線監測技術

在線監測技術主要針對的是局部放電檢測法和振動分析法。其中，局部放電檢測法指的是在變壓器正常運行的過程中，機械內部出現故障，導致局部出現放電的情況，對變電器的局部放電情況進行有效判斷，檢測變壓器的安全隱患問題，并采取針對性的解決對策，促進變壓器的安全、穩定運行。振動分析法則是變壓器運行過程中，對變壓器振動信號的檢測，并對具體的結果原因進行分析，從而使變壓器運行狀態得到有效的檢測，對故障問題的及時發現具有重要的作用[3]。

1.7 傳感器列陣技術

傳感器列陣技術也是變壓器故障檢測過程中的主要技術形式。在電力檢測過程中，必須靈活地應用這種技術，并合理地應用到變壓器故障檢測工作中，提升變壓器的安全運行率，保證變壓器的運行狀態。需要選擇敏感度及選擇性高的傳感器，并通過在線監測的方式提升故障氣體濃度的檢測效率和速度，提升變壓器故障檢測水平[4]。

2 電力變壓器故障檢測的發展

科技不斷進步，變壓器故障檢測技術也不斷更新。為了保證檢測技術的安全性、便捷性及準確性，變壓器故障檢測會逐漸實現智能化和自動化。人工智能的研究主要是通過計算機技術的應用，替代傳統需要人工操作的工作。人工智能的發展有利于社會發展狀態的轉變以及人們生活方式、工作方式的創新，使傳統機械化的工作模式被人工智能模式取代[5]。目前，國內外對人工智能應用的研究有了進一步的發展，所以變壓器故障檢測也會逐漸向人工智能方面發展，如專家系統或者神經網絡等。例如，專家系統是人工智能中應用比較廣泛的一種技術形式。通過專家經驗對故障情況進行診斷和分析，并對故障以及原因間的規則進行判斷，以確定故障出現的具體位置和原因。通過專家系統的應用，提升了電力變壓器的檢測效果，同時節省人力、物力，但是如果變壓器的故障不在專家系統的經驗范圍內，那么智能技術將無法解決故障，還是需要依賴于人工。

雖然智能技術本身具有非常強的優勢，在一定程度上可以替代人工，但是任何一種技術都不是萬能的，都存在一定的限制，必須要對這些方式進行優化，通過取長補短的方式結合應用或者選擇性的應用，才能夠保證變壓器故障的有效檢測[6]。

3 結 論

電力變壓器對電力系統的安全、穩定運行具有非常重要的作用，而電力系統又是各個行業發展的動力源，因此電力變壓器的運行情況影響面非常廣。特別是隨著網絡時代的到來，用電量、用電范圍以及用電質量等各個方面的要求都有所提升。電力企業必須要加強對變壓器故障檢測技術的研究和優化，降低故障發生率，提升變壓器的使用效率。