趙華鑫

（江蘇省電力公司檢修分公司,211102）

電力變壓器狀態(tài)評(píng)估及故障診斷方法研究

趙華鑫

（江蘇省電力公司檢修分公司,211102）

電力變壓器作為保障電網(wǎng)安全的關(guān)鍵樞紐設(shè)備，是能量轉(zhuǎn)換和傳輸?shù)暮诵南到y(tǒng)。本文主要研究電力變壓器的狀態(tài)評(píng)估方法和故障診斷方法，意在為其實(shí)踐應(yīng)用提供一些指導(dǎo)。

電力變壓器；狀態(tài)評(píng)估；故障診斷方法；研究

引言：電力變壓器直接關(guān)系到電網(wǎng)系統(tǒng)的穩(wěn)定和安全運(yùn)行，其在保證電力行業(yè)的健康持續(xù)發(fā)展具有重要的作用。現(xiàn)階段，由電力變壓器故障導(dǎo)致的事故屢見不鮮，不僅造成了電力企業(yè)的巨大經(jīng)濟(jì)損失，同時(shí)也帶來了嚴(yán)重的社會(huì)影響。因此，本文主要分析電力變壓器的狀態(tài)評(píng)估和故障診斷方法，其對(duì)于電力變壓器故障的預(yù)防和維護(hù)具有重要的實(shí)際意義。

1　電力變壓器狀態(tài)評(píng)估分析

1.1電力變壓器狀態(tài)評(píng)估指標(biāo)的建立

建立電力變壓器狀態(tài)評(píng)估指標(biāo)的過程中要遵循科學(xué)、定性與定量相結(jié)合、整體與局部相結(jié)合、全面性和可行性的基本原則，保證指標(biāo)的代表性和全面性。鑒于此，電力變壓器狀態(tài)評(píng)估指標(biāo)主要包括油色譜指標(biāo)、電氣試驗(yàn)指標(biāo)、油化試驗(yàn)指標(biāo)和附件與運(yùn)檢指標(biāo)等。其中，油色譜指標(biāo)在建立過程中要考慮到電力變壓器油中溶解氣體含量以及電力變壓器絕對(duì)產(chǎn)氣速率的注意值，具體要求如表1和表2所示。

表1　電力變壓器油中溶解氣體含量注意值

通過表1和表2中的注意值，可以得到在評(píng)估油色譜指標(biāo)過程中需要遵循的基本依據(jù)，即只有在規(guī)定值的范圍內(nèi)，才可以判斷出電力變壓器是否處穩(wěn)定的工作狀態(tài)下。與油色譜指標(biāo)相似，其它指標(biāo)在設(shè)計(jì)過程中也需要遵循各自的標(biāo)準(zhǔn)。

1.2電力變壓器狀態(tài)評(píng)估方法

表2　電力變壓器絕對(duì)產(chǎn)氣速率的注意值

1.2.1基于集中分析理論的電力變壓器狀態(tài)評(píng)估

在基于集中分析理論的電力變壓器狀態(tài)評(píng)估方法中，變壓器運(yùn)行狀態(tài)G主要是通過油色譜分析U1、電氣試驗(yàn)U2、附件運(yùn)行情況V1、運(yùn)行及檢修記錄V2四項(xiàng)一級(jí)指標(biāo)進(jìn)行評(píng)估，并在其基礎(chǔ)上對(duì)U1、U2和V1設(shè)置了二級(jí)評(píng)估指標(biāo)，具體內(nèi)容如表3所示。

表3　基于集中分析理論的電力變壓器狀態(tài)評(píng)估二級(jí)評(píng)估指標(biāo)

通過表3可以發(fā)現(xiàn)，變壓器狀態(tài)與多種指標(biāo)因素相關(guān)，在其基礎(chǔ)上將變壓器狀態(tài)可以分為正常狀態(tài)、注意狀態(tài)、異常狀態(tài)和嚴(yán)重狀態(tài)，在不同狀態(tài)下會(huì)對(duì)應(yīng)一系列的指標(biāo)標(biāo)準(zhǔn)，通過指標(biāo)檢測(cè)結(jié)果從而判斷變壓器的具體狀態(tài)。

1.2.2基于模糊和證據(jù)推理融合的變壓器絕緣狀態(tài)評(píng)估

與1.2.1相似，其在指標(biāo)建立過程中也包括三層，即目標(biāo)層，一級(jí)影響因素和二級(jí)指標(biāo)參數(shù)，模糊評(píng)估模型在建立過程中需要結(jié)合模糊數(shù)學(xué)理論，在得出相對(duì)劣化度與狀態(tài)指標(biāo)的基礎(chǔ)上以隸屬度函數(shù)表達(dá)式將不同狀態(tài)等級(jí)信息進(jìn)行描述，其數(shù)學(xué)表達(dá)式可以概括為,通過路隸屬函數(shù)的分布函數(shù)特征得到最終的評(píng)價(jià)結(jié)果。在模糊模型評(píng)估過程中，各種影響因素所占取的權(quán)重不同，U1權(quán)重為0.3974，其二級(jí)指標(biāo)權(quán)重分別為0.3581，,01154,0.2362,0.1749和0.1154。U2權(quán)重為0.3665，電氣試驗(yàn)指標(biāo)為0.2361。

證據(jù)推理融合評(píng)估模型按照一定的證據(jù)合成規(guī)則對(duì)變壓器絕緣狀態(tài)進(jìn)行評(píng)估，其本身是一種嚴(yán)格的“與”運(yùn)算方法，在推理過程中涉及到大量的運(yùn)算關(guān)系，在此不再做深入分析。在實(shí)踐評(píng)估過程中可以將模糊模型與證據(jù)推理模型融合在一起建立推理決策評(píng)估模型的識(shí)別框架，選擇獨(dú)立證據(jù)，在模糊模型的基礎(chǔ)上確定基本概率分配，確定置信度系數(shù)，實(shí)現(xiàn)證據(jù)融合，得到最終的證據(jù)推理決策，從而完成對(duì)變壓器絕緣性能的分析。

2　電力變壓器故障診斷方法

2.1以油中溶解氣體為特征量的電力變壓器故障診斷

如表4所示，其為不同故障類型產(chǎn)生的基本特征氣體，通過對(duì)油中溶解氣體的檢驗(yàn)，可以確定出電力變壓器的故障類型。

2.2基于粒子群優(yōu)化最小二乘支持向量機(jī)的變壓器故障診斷

基于粒子群優(yōu)化最小二乘支持向量機(jī)的變壓器故障診斷主要是通過一定的診斷算法實(shí)現(xiàn)，其基本流程如下：樣本數(shù)據(jù)的收集、數(shù)據(jù)的預(yù)處理、訓(xùn)練/測(cè)試樣本、參數(shù)優(yōu)化、算法終止檢查、通過LS-SVM建模、故障診斷，其本身是一個(gè)循環(huán)的過程，即在數(shù)據(jù)預(yù)處理以后在執(zhí)行訓(xùn)練樣本過程中，當(dāng)不能終止算法檢查時(shí)想需要從數(shù)據(jù)預(yù)處理開始循環(huán)。

3　結(jié)論

綜上所述，重點(diǎn)分析了電力變壓器狀態(tài)評(píng)估和故障診斷方法，對(duì)不同診斷方法的原理和流程進(jìn)行了簡(jiǎn)單的介紹。鑒于電力變壓器的應(yīng)用作用與價(jià)值，在實(shí)際評(píng)估和診斷過程中要結(jié)合需求選擇合適的方法。

[1]李黎,張登,謝龍君,俞斌,林福昌.采用關(guān)聯(lián)規(guī)則綜合分析和變權(quán)重系數(shù)的電力變壓器狀態(tài)評(píng)估方法[J].中國電機(jī)工程學(xué)報(bào),2013,24:152-159+22.

[2]張彬.電力變壓器繞組機(jī)械狀態(tài)多信息診斷方法研究[D].沈陽工業(yè)大學(xué),2015.

Study on condition assessment and fault diagnosis of power transformer

Zhao Huaxin
（Jiangsu electric power company maintenance branch,211102）

The power transformer is the key equipment to ensure the safety of power network,and it is the core system of energy conversion and transmission.In this paper,we mainly study the condition assessment method of power transformer and fault diagnosis method,in order to provide some guidance for its practical application.

power transformer;condition assessment;fault diagnosis method;research

表4　不同故障類型產(chǎn)生的基本特征氣體