摘 要：随着电力的大规模生产，电力设备的功能越来越完善，自动化程度也越来越高，为保证电力系统安全、经济、稳定运行，电力设备的故障诊断越来越重要。本文对电力变压器故障诊断进行了研究。
关键词：电力；变压器；故障诊断
电力设备在长时间的运行中，由于受到电磁振动、机械磨损、化学作用、大气腐蚀、电腐蚀等影响，它们的健康状态逐渐变坏，在不同程度上影响了该设备安全可靠的运行。因此，电力设备在经过一定时间运行以后，必须进行检修，修复缺陷，更换不合格部件，使设备恢复到健康状态。变压器是整个电力系统的发、变、送、用环节中最重要、最昂贵的设备之一，其运行的安全性和可靠性直接影响整个电力系统的运行链完整性，关系到变电企业、广大用户利益和人民群众的生活。因此，研究和应用大型变压器的故障诊断技术，保证变压器安全可靠运行，保障送变电的安全，这不仅仅是局部的经济问题，也是社会公共利益问题。
一、电力变压器的日常维护要点
1、运行状况的检查：定时检查电压、电流、负荷、功率因数、环境温度有无异常；及时记录各种上限值，发现问题及时处理。
2、变压器温度检查：不定时测量变压器运行温度，并与变压器本身温度计进行对比，确保测温仪正常。
3、鼓风机的检查：查看声音是否正常，并确认无震动和异常温度。
4、外观检查：查看变压器两侧母线有无悬挂物，各接点处有无发黑、发热现象。
5、嗅味：当温度异常升高时，变压器附着的赃物或绝缘件是否烧焦，发生臭味，应及时清扫、处理。
6、日常巡点检。
（1）变压器金具连接是否紧固；引线不应过松或过紧。
（2）瓷瓶、套管是否清洁，有无破损裂纹、放电痕迹及其它异常现象，并检查变压器高低压接头是否牢固，有没有接触不良或发热的现象。
（3）变压器外壳接地点接触是否良好，基础是否完整，有无下沉、水泥脱落或裂纹。
（4）检查变压器的运行声音是否正常；正常运行时有均匀的嗡嗡电磁声，如内部有噼啪的放电声则可能是绕组绝缘的击穿现象，如出现不均匀的电磁声，可能是铁芯的穿芯螺栓或螺母有松动。
（5）变压器油色、油位是否正常，各部位有无渗漏油现象。
（6）瓦斯继电器有无渗漏油，防雨罩有无脱落。
（7）有载调压装置电源指示正确，分接头指示正确。
（8）风扇运转正常、无异常声音、端子箱内二次接线接头有无送动、发热。
二、电力变压器故障类型及原因
1、电力变压器故障类型
按电力变压器回路划分，可以分为电路故障、磁路故障和油路故障。按电力变压器的主体结构划分，可分为铁芯故障、绕组故障、油质故障和附件故障几种。但习惯上对电力变压器故障的分类是根据常见的故障易发区位来划分的，如铁芯故障、绝缘故障、分接开关故障等。同时还存在电力变压器渗漏故障、保护误动作故障等等。上述这些不同类型的故障，有的反映的是热故障，有的反映的是电故障，有的既反映热故障同时又存在电故障，而电力变压器渗漏故障在一般情况下不存在热或电故障的特征。
油浸电力变压器的故障通常分为内部故障和外部故障两种。内部故障为电力变压器油箱内发生的故障，例如各相绕组的相间短路、绕组或引出线的接地故障等。外部故障为电力变压器油箱外部发生的各种故障，其主要类型有：绝缘套管闪络或破碎引起的接地短路，引出线发生相间故障等。
2、电力变压器故障原因
（1）线路温度过高
供电线路温度过高，是引起电力变压器出现故障的一大主要原因。在电力变压器运转期间，由于各线圈之间的电磁感应现象，使得供电线圈之间产生感应电流，从而出现供电线路温度过高的问题。在供电过程中，一旦出现这种现象，就会很容易引起供电线路的短路，对电力变压器的正常工作造成不利影响。
（2）绝缘问题的出现
由于受到外界不利因素的干扰，电力变压器在工作过程中会很容易出现绝缘现象。与其他电气设备不同的是，电力变压器是直接在自然环境中进行工作的，由于长期受到风雨的侵蚀，雨水会逐渐渗入到设备的内部，使电力变压器内部的元器件处在一个相对潮湿的工作环境中，最终引发电力变压器绝缘问题的出现。除此以外，在夏天还会经常出现雷电天气，如果电力变压器的防雷效果不是很好的话，就会十分容易出现雷击事故，导致电力变压器的绝缘故障。
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（3）线路受损问题的出现
如果电力变压器的工作负荷过大或者运转时间过长的话，会很容易对供电线路造成损坏，使电力变压器的正常工作受到影响。一旦电力变压器出现线路受损问题，它的内部线圈就会出现变形，从而引发供电线路的短路，导致电力变压器出现故障。
三、电力变压器常见故障诊断方法
1、故障树分析法
故障树是故障诊断中最普通、最常用的方法.故障树分析法，是一种自上而下逐层展开的图形演绎方法，是通过对可能造成系统故障的各种因素（包括硬件、软件、环境、人为因素等）进行分析，画出逻辑框图（即故障树）。它把所研究系统的最不希望发生的故障状态作为故障分析的目标，然后寻找导致这一故障发生的全部因素，再找造成这些因素发生的下一级全部直接因素。一直追查到那些原始的、无需再深究的因素为止。其目的是判明基本故障、确定故障原因、故障影响和发生概率等。利用故障树逻辑图形作为模型，可以分析系统发生故障的各种途径。计算或估计顶事件发生概率及系统的一些可靠性指标，从而对系统的可靠性及其故障进行定量分析。
2、基于专家系统的方法
这种方法不依赖于系统的数学模型，而是根据人们长期的实践经验和大量的故障信息知识设计出的一套智能计算机程序，以此来解决复杂系统的故障诊断问题。在系统的运行过程中，若某一时刻系统发生故障，领域专家往往可以凭视觉、听觉、嗅觉或测量设备得到一些客观事实，并根据对系统结构和系统故障历史的深刻了解很快就做出判断，确定故障的原因和部位。对于复杂的电力系统的故障诊断，这种基于专家系统的故障诊断方法是一种有效的方法。专家系统（ES）主要具有以下特点：具有丰富的经验和高水平的技术及专家水平的专门知识：能够进行符号操作：能够根据不确定（不精确）的知识进行推理； 具有自我知识；知识库和推理机明显分离，这种设计方法使系统易于扩充；具有获取知识的能力；具有灵活性、透明性及交互性：具有一定的复杂性和难度。但是由于客观现实的复杂多样性，使得专家的领域知识，有时很难提炼到规则表示这一地步，专家系统中的知识获取的瓶颈和知识库的难以维护使专家系统的发展受到了一定的限制。
3、基于模糊推理的方法
模糊推理是利用模糊推理规则对有条件的和无条件的模糊命题或规则进行操作。有了部分真的概念，模糊逻辑对不确定和不精确的数据提供了一种很好的处理方法。模糊逻辑语言变量的使用提供了一种与人类似的可以用直觉进行表达和推理的方法，用这种方法可以对不完整、不精确的信息进行推理。一般情况下，该方法要和其他方法相结合使用。
模糊逻辑在故障检测和故障诊断领域中得到了很好的应用.故障检测时，特征信号有时是连续变化的，这种变化易导致测量误差和噪声，因此很难定义可靠的测量闽值。模糊逻辑通过使用部分重叠的语言变量对这个问题提供了很好的解决方法。但是故障诊断时，由于测量到的特征信号值不完全精确，因此该过程的诊断也只是近似的。
4、人工神经网络法
人工神经网络是由大量神经元广泛互连而成的复杂网络系统.人工神经网络法是对人类大脑神经细胞结构和功能的模仿，具有与人脑类似的记忆、学习、联想等能力。在人工神经网络法中，信息处理是通过神经元之间的相互作用来实现的，知识与信息的存储表现为分布式网络元件之间的关联，网络的学习和识别取决于各神经元连接权值的动态演化过程。人工神经网络法是大规模并行结构，信息可以分布式存储，并且具有良好的自适应性、自组织性和容错性，因此人工神经网络法在故障诊断领域得到了广泛的应用。人工神经网络法能够从样本中直接获取知识，实现故障征兆和故障原因之间的非线性映射，使得该方法在电力设备故障诊断中得到了众多研究者的青睐。
四、总结
变压器在运行中出现故障是在所难免的，但是，变压器的故障可以通过评估变压器的运行状态进行一定程度上的预防和避免，从而有效的提高用电安全，降低输电单位的经济损失。变压器的故障诊断的方法比较多，因此，需要相关部门和专业人员因地制宜的探索更高效、经济的方法。
参考文献
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论文作者:牛广洲
论文发表刊物:《电力设备管理》2017年第5期
论文发表时间:2017/7/17
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