摘要：经济的快速发展，科技不断进步，电力发展取得很大的成效，在电力系统中，变压器在线检测与故障诊断技术的应用对于电力的正常运行有很重要的作用，本文就在线检测与故障诊断技术进行具体分析。
关键词：电力系统；变压器；故障诊断；监测技术
引言
变压器是电力系统中最重要的设备之一，其运行状态直接影响到电力系统的安全可靠运行，变压器的任何故障都可能导致电力系统局部故障甚至整个系统瘫痪，影响用户正常生产生活供电，造成巨大经济损失。因此，对变压器故障的早期诊断是至关重要的。
1智能变电站网络结构和技术特点
根据IEC-61850标准，变电站系统的总体架构一般分为“三层，双网”结构，即站控层、间隔层和过程层。其中，过程层一般包含一次性设备，一个合并模块和一个监控模块；分离层一般包含测控设施，保护设施，计量设施，故障录波设施，网络分析综合设施，自备设施，低频低压负荷减小设施等；站控层一般包含：站控，遥控通信部分，在线检测部分，辅助控制部分，综合信息平台等子系统。站控层和间隔层设施利用处理层网络连接，而间隔层和过程层设备通过站层网络连接。智能变压器具有以下技术特性。
①测量数字化：对监控检测的信息进行数据化处理，并利用网络读取和使用监控信息，以监控其状况。
②控制网络化：基于网络的变压器及其附件的控制。
③状态可视化：通过智能电网中的其他设备得到并显示变压器在线检测系统获取并共享的状态信息，则可以在电网中通过多种方式可视化查看变压器的状态数据。
④功能一体化：在不影响使用的情况下，完成各个组件与变压器的集成，并统一检测，决策，保护等功能。
⑤信息互动化：通过数据网络实现在变电站系统和其他设备之间的数据交换。
2变压器组成原理及分类
2.1变压器的组成
变压器是电力系统中用来进行电压和电流转换、电能传输的一种设备。其最基本结构部件包括铁芯、绕组、绝缘以及引线等部分。此外，为了运行的安全经济与可靠，还装设有散热冷却装置和保护装置。其中，铁芯是变压器中磁力线的通路，由表面涂有绝缘漆的硅钢片组成，一方面集中并加强磁通作用，另一方面来支持绕组。绕组是变压器中电流的通路，通过绕组形成电流通路，再由电磁感应作用产生感应电动势，绕组通常为两个或两个以上。变压器套管是一种绝缘装置，它将高压绕组和低压绕组的引线接到油箱外部，并承担着引线对地的绝缘。此外，还可以固定引线。冷却装置：冷却装置是对运行中的变压器进行了冷却的设备，是用来散发运行中绕组等产生的热量的。
2.2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。
2.3变压器的分类
变压器按相数可分为单相变压器和三相变压器。单相变压器主要用于单相负荷和三相变压器组，而三相变压器主要用于三相系统的升、降电压。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆按照变压器绕组形式可归为双绕组变压器（用于连接电力系统中的两个电压等级）三绕组变压器（用于电力系统区域变电站中）和自耦变电器（用于连接不同电压的电力系统）三类。根据变压器的按冷却方式的不同，主要有干式变压器和油浸式变压器：干式变压器以空气冷却和绝缘，通过空气自然对流或者装有风机冷却系统，一般为容量较小，体积较大，噪声严重。二油浸式变压器主要用绝缘油作为冷却何绝缘介质，包括自然油循环冷却和强迫油循环冷却方式等。具有散热好、容量大、损耗低、价格低等特点，并能很好地解决“油流带电”及“噪音”等问题，多用于变电站主变。
3基于多维特征量的电力变压器故障诊断技术研究
3.1多信息模型融合设计
建立多信息融合模型可以满足故障诊断的基本需要，有效提高故障诊断的效率。在多信息融合故障诊断模型中，特征信息融合模块和故障决策融合诊断模块是结构的核心部分。在特征信息数据选取阶段，由于变压器运行状态信息的特征量较多，在判断故障信息时，不能把所有的特征状态量数据都考虑进来。变压器是一个复杂的结构体，可以依据变压器对象的故障类型实施归类划分，进而对故障信息做出判断。在特征信息融合阶段，变压器故障特征信息的反馈具有局限性，且变压器故障具有一定潜伏性，依靠DGA很难对变压器具体的故障信息数据进行挖掘。笔者设计将DGA和在线监测数据相结合作为特征量，从而进行特征信息的互补，得出丰富的故障特征信息组合。故障特征信息的融合可以有效提高故障诊断效率，但是简单的特征融合会导致分类性能的降低。在初步诊断阶段，会将特征信息组合之后的样本数据放入初步诊断模块中，通过贝叶斯计算和BP神经网络计算方法对故障进行初步诊断，输出初步诊断的结果，获得故障决策融合的证据体。在故障决策融合诊断阶段，若初步诊断的结果一致，可直接得出故障决策结果，而当初步诊断的结果不一致时，应对诊断数据进行融合。在融合证据时，若证据之间存有冲突，D-S证据合成的规制便是不成功的，而若证据体之间没有冲突，D-S证据合成规制便是成功并且可以使用的。
3.2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。
3.3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。
结语
加强变压器在线监测系统的可靠性和变压器故障检测判断的精确性是一个长期的研究过程。随着计算机技术、通信技术和电力系统自动化水平的发展以及新的智能化理论和技术的出现，变压器的监测设备一定会越来越好。由于变压器结构的复杂性以及故障机制和症状之间的多样性，随机性和模糊性，绝缘故障诊断存在诸多困难，需要在后续研究中予以解决。
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论文作者:吐尔迪•买买提,阿不力米提•吐孙
论文发表刊物:《电力设备》2018年第18期
论文发表时间:2018/10/14
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