摘要：在多数变压器中，绝缘油与绝缘油纸都是主要的绝缘材料，并在过热及放电的作用下，会发生老化现象、分解现象，产生低分子烃类气体。这些炔类气体无论是在组成上，还是在含量上都与变压器的故障有着密不可分的联系。在变压器运行过程中，对产生的不同气体含量进行实时监测，能够及时解决变压器内部存在的故障，从而提升变压器运行的稳定性与可靠性。因此，必须做好在线监测装置的应用。
关键词：电力变压器；故障检测技术；现状；发展趋势
引言
作为电力系统中的关键组成部分，变压器的稳定运作对发挥电气设备的作用以及价值有着关键的影响，只有为电力变压器的正常运作营造良好的环境，才能够提高整个电力系统的稳定性。对于电力公司来说，在实践运作的过程之中需要积极地引进先进的变压器设备，严格按照各项工作落实的实质要求，采取水平较高的变压器故障检测技术，通过建立良性运作的管理机制来发挥电力变压器应有的作用，只有这样才能够从整体上促进电力系统的稳定性，实现安全供电以及正常供电。
1变压器的原理
变压器是变换交流电压、电流以及阻抗的设备，其绕组是由线圈和铁芯组成，其中接电源的绕组叫一次绕组，其余的绕组叫二次绕组。当一次绕组中通入交流电流时，铁芯中便产生交流磁通，交变磁通的频率和外加电压频率一致，根据电磁感应定律，当交变磁通通过二次绕组时，使二次绕组产生感应电动势，从而向负载供电，实现电能转换，改变一、二次绕组线圈匝数，即可实现电压变化，这就是变压器的基本工作原理。简单说变压器就是一种利用电磁互感应作用达到电压，电流和阻抗变换的设备。其原理图如附图所示。
图1变压器原理图
2变压器常见故障产生原因
2.1变压器渗油
（1）密封材料的工艺质量较差，密封结构的设计和制造工艺比较粗糙，变压器在出厂前没有试装。（2）剪裁、下料的工艺质量差和焊工水平低导致焊接质量差，假焊现象、背面焊接不好导致焊结构不合理。（3）采购人员不了解相关的技术参数随意采购不合标准的部件。（4）由于专业班组管理不到位、技术不过关导致变压器安装和大修后渗油率超过2%。（5）装配过程中密封胶垫压得过紧、法兰和箱盖紧偏、密封面不平等都会使装配程序不符合专业标准。
2.2变压器油故障
在变压器故障发生初期，产生的气体会溶解在油中。当变压器故障产生了较大的能量，此时的气体就会凝集在一起，成为游离的气体，开始冲击瓦斯继电器，使变压器出现故障。在变压器故障的判断上，可以利用气体继电器中积累形成的气体，和溶解在油中的气体有着异曲同工之处，因此，可以采用气象色谱分析法。但是，由于在变压器故障的判断过程中，只有其内部真正发生了故障问题，方可以使用这种故障判断方法，无法对潜在的威胁进行判断，因为该故障判断方法仅仅依靠变压器故障性质、继电器中的气体颜色进行推断。
2.3绝缘及套管故障
电力设备故障一半以上都与绝缘故障有关。变压器主要的绝缘包括内部绕组、铁芯及绝缘油，外部主要为套管，内部绝缘问题主要是由于绝缘材料老化或者机械磨损，以及绝缘油发生反应降低绝缘性能导致；密封不严，导致绝缘受潮也会引起此类故障。外部套管可能由于积污发生闪络，套管破裂等导致绝缘故障出现。绝缘问题引起的电力事故损失往往较大，如若能及早的发现并解决，可将电力事故风险或损失降低到最小。因此，为保证绝缘材料的性能，在日常运行维护中，要特别注意绝缘性能方面的监测。
3电力变压器故障检测技术现状
3.1气相色谱仪技术
许多的电力企业在稳定运作的过程之中，为了有效地避免各类故障所带来的影响以及损失开始积极的采取气相色谱仪技术，通过这种技术来分析检测混合气体之中的不同组成部分。不可否认，该技术的应用能够有效的促进工作效率的提升，同时还能够真正的实现安全可靠和操作简便。另外结合相关的实践调查可以看出，气相色谱仪技术获得了广泛的应用。在进行气体检测技术应用的过程之中，许多工作人员可以通过高分子膜来实现油气的有效分离，另外高分子聚合物还能够直接透过变压器油中溶解的气体来平衡整个变压器设备，保证变压器设备的稳定运作。当然，如果情况较为特殊并且需要用到变压器，对不同的气体进行检测就可以采取纳米晶型半导体传感器，通过这种形式来促进气体的扩散，更好地实现整个设备的稳定运作。
3.2红外光谱技术
检修人员可以利用红外光谱来进行有效的检测，该技术的运用以及精确度相对比较高，同时检测速度快，后期的维修环节较为简单，因此能够有效的保障整个电力变压器故障的及时检测，充分地发挥不同技术的作用。从目前来看，在应用红外光谱技术的过程之中，电力检修人员可以结合不同的检测仪器将定量分析与定性分析相结合，了解电力变压器产生故障的真实原因，对不同的气体属性进行有效的监测，了解检测之后气体能量的具体变化，从目前来看，红外光谱技术的应用也十分普遍。
4电力变压器故障检测技术发展趋势
4.1数学模型诊断法
（1）基于模糊理论的故障诊断法。变压器在运行中发生故障时，其故障现象、原因和机理之间存在大量的由于排中律缺失而引发的不确定性，然而通过模糊理论即可对其准确描述。该方法是在专家经验的基础上，通过隶属度函数来描述状态变量的变化规律，因此，其主观性较强。（2）基于粗糙集理论的故障诊断法。该理论是由Pawlak于1982年提出，其可对不精确、不一致、不完整等各类不完备信息进行有效分析和处理，并通过揭示数据间隐藏的规律，提取有效的信息。
4.2人工智能方法
上述方法虽可有效分析变压器的故障类型，但需要工作人员的专业素质较高，且比较复杂繁琐，易受人为因素等影响，变压器的故障类型繁多，故障原因复杂多变，且相互转化，上述诊断方法均存在滞后甚至需要的停电。近年来，随着计算机、传感器、人工智能的发展，国内外学者实现变压器的在线监测，可在不停电的状态下及时发现问题，并预防事故的发生。人工智能方法以可分为模糊逻辑、人工神经网络、专家系统、进化算法、遗传算法等。
变压器故障种类繁多且复杂多变，随着计算机技术的发展和人工智能技术的投入，使得对应的故障检测与诊断方法类型多种多样，也提高了在线监测与诊断的水平。但单一的方法局限性仍然较大，为了弥补不足，有学者将遗传算法和人工神经网络算法有效结合起来。通过遗传算法来确定人工神经网络的初值，能很好的克服人工神经网络收敛速度慢和局部收敛的问题。另外，即使作为国内外普遍看好的对油浸变压器在线监测最方便、有效的方法之一的油中溶解气体分析（DGA）技术，目前也随着计算机的快速发展，将智能算法应用到故障诊断中，极大地提高了对运行中变压器故障诊断的能力，同时提高了电力变压器运行的安全可靠性
结束语
电力变压器故障检测技术对实现整个电力企业的稳定运作意义重大，电力企业的管理工作人员需要了解不同技术的作用及价值，为电力资源的优化配置以及利用奠定坚实的基础。
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论文作者:闫艳春
论文发表刊物:《电力设备》2018年第18期
论文发表时间:2018/10/18
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