電力變壓器常見故障分析及處理

劉海江

（大慶石化公司熱電廠，黑龍江大慶 163000）

0 引言

變壓器在各種電氣系統中起著不可替代的作用，廣泛應用于各個工廠的能源輸送、轉化和生產過程。得益于中國經濟和技術的持續快速發展，能源供應商的生產技術也在不斷創新和演進。越來越多的新變壓器被發明和安裝，以實現更多的功能和應用，同時越來越多的不同型號、不同功能、容量變壓器被引進，使得變壓器在實際運行中很難配置安裝。變壓器故障影響電氣系統正常運行，給電力生產帶來不便。在日常生活和商業活動中，間接影響我國經濟發展。為保證電網安全運行，必須對電源變壓器的主要設備及時進行故障診斷，解決運行問題。油浸變壓器是變壓器的一種，油中溶解氣體分析稱為DGA 技術，是一種廣泛用于故障診斷的滲透式油變分析檢測方法。隨著城市環境建設的逐漸發展，生活各領域對能源的需求日益增加，變壓器是能源系統的重要組成部分，直接影響電力系統安全穩定運行。長期使用過程中，供電企業變壓器不可避免地會出現漏油等問題。近年，隨著計算機技術和人工智能技術的不斷發展，人工智能故障診斷技術的應用越來越廣泛。故障診斷準確率高、速度快、可靠性好，極大地拓展了變壓器故障診斷的發展方向。本文在總結電力變壓器故障診斷方法的基礎上，提出了基于檢修變壓器的故障診斷方法，對如何提高變壓器的檢修能力提出一些看法。

1 故障分析與診斷中的問題

1.1 電氣系統布線不規則

在實際工作環境中，電力變壓器往往線路復雜，不同的接頭和接線方式，使得線路布置不規則。另外，布線布局不規則容易混淆布線與工作人員的工作，造成設備損壞或安全事故。在將二次接線連接到復雜電路時容易出錯。如果接錯電線和接頭，電氣設備不能正常工作，影響電氣設備使用壽命，可能發生重大安全事故。正常情況下，技術人員必須對設備產生的超溫問題進行診斷，技術人員可以在電線的另一端使用鋁材料，將連接部分改造成一個平面，用一層普通的原材料導線膏覆蓋，保證導線接口清潔、干燥。避免在高溫下產生誤差，有效確保變壓器安全，具有重要的社會和經濟意義。

1.2 變壓器檢修人員能力不足

自動控制專家阿洛夫·扎德教授提出一種模糊集合論，引起相關行業科學家的極大關注。模糊邏輯是一種學習語言、思維形式和模糊規律的方法，用來描述和定義與某類事物之間的不確定關系。作為一種有效的變壓器故障診斷方法，實際誤差與故障原因之間存在著許多模糊關系和不確定性。此時，模糊邏輯可以有效地解決這個問題。人工網絡檢查是一門相對較新的科學領域，是一種數學模型。它采用的數據處理模型類似于人腦神經的一個突出連接點，但應用神經網絡理論研究轉化診斷方面還存在一定局限性。因此，其他智能方法一般需要與神經網絡方法相配合，綜合兩種方法的優點相互補充，才能有效提高診斷的準確性。但在實際實現中仍存在一些不足，如誤差反向出現精度差等。該領域的研究人員不斷改進該方法，如改進的粒子群優化算法參數可以顯著提高診斷的正確率。專家診斷雖然是人工智能的重要組成部分，但它是一種有著特殊經驗和知識的診斷系統，因此單獨討論。顧名思義，專家系統就是模仿具有特殊經驗和專門知識的人類專家，解決一些復雜問題的能力，不斷提高知識庫的內部解決問題能力，保證知識的新穎性和完整性。氣相色譜法就是專家系統綜合不同的故障檢測數據，準確評估故障性質，并使其系統結構適應變壓器的差異，以便創建個人診斷系統，可顯著提高診斷的準確性。與西方發達國家相比，我國科技起步較晚，基礎薄弱。特別是能源變壓器技術，早期的電力變壓器維修技術相對落后，電力變壓器維修人員的知識水平不足。雖然改革開放以來我國科技進步很快，但我國高校教材中關于電力變壓器的相關知識和理論都是由老一輩專家起草的，與現代電力系統中電力變壓器的知識與理論之間存在差距。無法適應現代電力系統中變壓器缺陷的診斷和維修，導致我國電力變壓器維修人員的水平和能力不足。

1.3 變壓器質量不合格

我國能源供應商生產技術的發展中，電力實際生產過程中不可避免地會產生一些非標產品。一些生產企業或違法者從專門渠道低價購買這些不合格產品，在市場上銷售，用于電力系統。這些產品的質量遠遠達不到要求，在實際工作中很容易出現差錯。優良的產品質量是電力系統穩定安全運行的重要前提。如果這些劣質的電力變壓器混入電力系統運行，不僅會造成電力變換器頻繁故障，還會對整個電力系統造成不可彌補的損害。

2 變頻器故障類型及主要解決方法

2.1 電氣傳感器故障原因及分析

根據變壓器故障的不同，變壓器故障主要分為電路故障、磁路故障和機械故障。然而，在實際誤差分析過程中，人們往往根據出錯的部位對變壓器的故障類型進行分類，如隔離缺陷、分接開關故障等。此外，在實際操作中經常會出現漏電和保護系統不正確的情況。同時，電力變壓器通常處于過載狀態，嚴重影響電力變換器的功能和壽命，使得變壓器在以后的運行中的穩定性得不到保證。

2.2 針對不同問題制定不同的解決方案

鐵心對沖誤差直接影響電力變壓器正常運行，大大降低了變壓器效率。技術人員必須注意鐵心表面缺陷，采取科學合理的方法進行診斷和維護，用直流沖擊代替固定線，使基板在發生碰撞時可以重復使用，而不會損壞變壓器的地線安全穩定，有效解決常見的核心控制錯誤，保證變壓器正常使用。一種簡單的閾值比較法是電力系統工作人員在實際運行中經常使用的維護故障的方法。它記錄了穩定運行前變壓器的具體運行參數，然后將故障變壓器的一些參數進行比較。閾值比較法操作簡單，應用方便，對操作者的專業知識要求不高。但是，這種方法的缺點是分析精度差，因為實際生產過程中變壓器的容量，不可能達到每臺變壓器相同的參數，這樣操作人員很容易做出錯誤決策。因此，一種簡單的閾值比較法無法被廣泛應用于變壓器內部電路和電路故障的診斷。由于變壓器長期連續運行，不可避免地會漏油，嚴重增加電力系統運行風險，極易引發電力安全事故。在處理變壓器電阻管漏氣、漏油問題時，必須先對變壓器內的壓力閥進行改造，降低功率轉換器漏油的可能性，提高變壓器的安全性和穩定性，確保電力系統有效運行。

缺陷綜合診斷法是利用計算機技術模擬系統檢測變壓器故障的方法。綜合診斷法要求技術人員首先在計算機上建立模型，然后在計算機模型中設置電力變壓器的相關參數，然后根據建立的模型對故障變壓器的運行狀態進行仿真，并根據仿真結果對變換器進行修正。綜合誤差診斷方法耗時較長，程序復雜，在實際應用中所占比例不高。這一過程需要技術人員花費大量時間進行技術建模，而且準備周期太長，因此這種方法不能在短時間內檢測變壓器，電力變壓器不能在短時間內重新啟動。如果采用通用的故障診斷方法，一般采用備用功率傳感器代替，以保證變壓器系統的正常運行，然后對故障電力變壓器進行診斷和維修。

2.3 提高員工的綜合素質

提高員工的綜合素質，加強員工管理，提高員工的業務素質和責任心。為保證電網安全運行，必須對電源變壓器的主要設備及時進行故障診斷。隨著計算機技術和人工智能技術的不斷發展，人工智能故障診斷技術的應用越來越廣泛，除了成分含量外，用于診斷變壓器故障的溶解氣體也可用于診斷故障。人工智能診斷技術故障診斷準確率高、速度快、可靠性好，極大地拓展了變壓器故障診斷的發展方向。一些變壓器技術人員不了解預防性試驗的積極意義，片面認為交流應力試驗不利于變壓器的絕緣，不利于傳感器的穩定運行。分析變壓器油的色譜和微量水，測量直流電流電阻等，以便及時識別變壓器的潛在問題。這種預防性試驗在許多實際操作中都有應用，證明了其有效性，如通過分析變壓器油的色譜圖，即變壓器油的氣體成分，技術人員可以很好分析故障。電力企業必須按季度進行定期預防性試驗，為變壓器安全運行創造良好條件，技術人員應每季度進行一次預防性試驗。

2.4 建立每個傳感器的故障和維護文件

通過對電力變壓器故障的分析和維護檔案的建立，可以幫助員工了解變壓器運行狀態，從而顯著提高電力變壓器維護和故障診斷水平。隨著人們生活質量和能源需求的不斷提高，能源系統往往處于高負荷狀態。技術人員要根據電廠的工作實際和供電企業的工作條件，充分考慮電力變壓器工作條件，制定科學合理的檢修計劃，盡可能提高變壓器工作效率?？茖W技術的飛速發展，信息技術、智能技術和數字技術被能源供應商廣泛應用。電力企業可以選擇安裝智能監控系統，提高變壓器故障診斷和有條件檢修的效率，降低發生短路和隔離問題的可能性。技術人員很難實現全面、高質量的護理。利用監測系統檢測功能大大提高了故障診斷的及時性和準確性，提高了設備維護性，同時還必須與廠家加強技術點的溝通，及時將與用電相關的異常問題反饋給廠家，找到科學合理的維修方案，保證變壓器良好運行。

3 結束語

變壓器在電力系統中起著重要作用。加強對變壓器的診斷和管理，可以保證電力系統平穩運行。變壓器作為電力系統的主要部件，一旦發生故障，直接影響人們生產和生活。企業必須做好變壓器故障診斷和狀態修復工作，確保供電企業安全穩定運行，滿足人們對工業用電和日常用電的需求，促進中國能源行業健康可持續發展。