基于四比值的变压器故障神经网络诊断法

基于神经网络的故障诊断

神经网络工具箱应用于故障诊断 1.问题描述 电力系统的安全运行具有十分重要的意义。当高压变压器或其他类似设备在运行中出现局部过热、不完全放电或电弧放电等故障时，其内部绝缘油、绝缘纸等绝缘材料将分解产生多种气体，包括短链烃类气体（C2H2、CH4等）和H2、CO2等，这些气体称作特征气体。而特征气体的含量与故障的严重程度有着很密切的关系，如下图1所示。将BP神经网络应用于变压器故障诊断对大型变压器的运行有着非常重要的意义。 2.神经网络设计 (1)输入特征向量的确定 变压器的故障主要与甲烷（CH4）、氢气（H2）、总烃（C1＋C2）以及乙炔（C2H2）4 种气体的浓度有关，据此可以设定特征向量由这 4 种气体的浓度组成，即CH4、H2、C1＋C2（总烃）和C2H2，同时也设定了网络输入层的节点数为4个。 (2) 输出特征向量的确定 输出量代表系统要实现的功能目标，其选择确定相对容易一些。只要问题确定了，一般输出量也就确定了。在故障诊断问题中，输出量就代表可能的故障类型。变压器的典型故障类型有：一般过热故障、严重过热故障、局部放电故障、火花放电故障以及电弧放电故障等5种类型，因此这里选择 5 个向量作为网络的输出向量，即网络输出节点确定为 5 个。根据Sigmoid 函数输出值在0 到1 之间的特点，这里设定以0 到1 之间的数值大小表示对应的故障程度，也可以理解为发生此类故障的概率，数值越接近 1 表示发生此类故障的几率越大或说对应的故障程度越大。针对本系统，

设定输出值大于等于0．5 时认为有此类故障，小于0．5 时认为无此类故障。 (3)样本的收集 输入、输出向量确定好以后就可以进行样本的收集。 数据归一化处理时，注意：在归一化处理的时候，因考虑到各气体浓度值相差较大，如总烃的浓度比H2的浓度值高出几个数量级，因此在归一化处理的时候，分别对各个气体浓度值进行处理，即最大值和最小值取的是各气体的最值，而不是所有样本值中的最值。 在本实例中采用：MATLAB利用归一化公式 u=(x-min(min(x)))./(max(max(x))-min(min(x))) （1） 在公式1中x表示所需归一化处理的数据，u表示归一化后的结果 处理结果如下：

10kV配电变压器故障分析与诊断技术研究 史 闯

10kV配电变压器故障分析与诊断技术研究史闯 发表时间：2019-07-15T14:10:08.747Z 来源：《当代电力文化》2019年第04期作者：史闯 [导读] 配电变压器作为直接面向用电终端客户供电的电力设备，也是电力公司电力供应的主要设备，其中10KV配电变压器拥有数量最多，关系配电网是否可靠运行。 国网宁夏电力有限公司中卫供电公司，宁夏中卫 755000 摘要：在我国电力配电网中，配电变压器作为直接面向用电终端客户供电的电力设备，也是电力公司电力供应的主要设备，其中10KV 配电变压器拥有数量最多，关系配电网是否可靠运行。10KV配电变压器应用于国计民生的各个领域，遍布城乡各个角落。 关键词：变压器；故障；分析；诊断；配电网 1配电变压器的意义 配电变压器，顾名思义其实就是改变电压的场所。我们知道电力系统网络是个庞大的网络系统，就像是南水北调、西气东输这类工程一样，我国的电力系统也在逐渐的发展成一个联通的网络系统，这个时候变电站的存在就显得格外重要。我们知道发电厂的电能都是要往外输送的，为了能够将发电厂出来的电能输送到较远的地方，我们必须将电压升高，改为高压电，在送到用户的用电场所的时候再将其电压降低，这一系列的工作是要靠变电站来完成的。变电站的主要设备是开关和配电变压器。在整个的电力系统中，配电变压器具有核心作用，就负责进行电流的升降压以及配电处理，然后经由输电线路向外运输。近些年来，随着智能化、信息化、科技化的迅速发展，变电站对于内外部的相关电气设施设备的安装与调试工作都在如火如荼的进行，综合考虑全面工作的后期检测与维修工作，维护电力系统的整体稳定性和安全性，为我们的用户百姓提供安全优质全面的服务，配电变压器是至关重要的。 2配电变压器发生故障原因分析 配电变压器因多种原因会导致其无法安全运行，通过对工作总结也可以发现，导致故障发生的主要原因有以下几点。 2.1绝缘性能降低 通过对过去的10年中在造成故障的起因分析，绝缘性能下降是导致配电变压器故障的重要主因之一。由于变压器绝缘老化，绝缘性能降低，极易因外部原因导致故障的产生与扩大。通常情况下，变压器的正常运行时间应为30－40年，有资料显示，因绝缘性能降低，导致变压器平均的使用寿命为17年左右，如果变压器使用时间超过20年，其因绝缘性能降低导致故障发生明显增加，无法保证供电网供电的可靠性与安全性。 2.2配电线路涌流 线路涌流也常称为线路干扰，产生的主要原因是误操作、有载调压分接头拉弧、变压器解并列等因素导致的闪络、线路故障、操作过电压、电压峰值、其他输配方面影响等配电网异常状况产生，进而导致变压器产生故障。通过相关数据分析也可以看出，在变压器故障中，这类起因在变压器故障中占有很大一部分的比例，因此，必须加以重视。 2.3潮湿 潮湿导致的变压器故障主要是由于变压器安装和使用环境出现改变，如顶盖渗漏、积水浸入、管道渗漏、水分沿配件或套管进入油箱或者绝缘油中存在水分等。 2.4雷电波冲击 变压器遭受雷电波，常见于雷电多发季节或区域，现在通常情况下，除非产生十分明显的雷击现象，一般都是会此类冲击产生的故障按“线路涌流”进行处理。 2.5维护、保养工作不到位 维护、保养工作不到位，也易导致变压器产生故障，这方面产生原因主要有变压器初始安装存在缺陷、变压器保护装置缺失、冷却剂泄漏、腐蚀、污垢未及时清查等。 2.6过载 如果变压器长期工作于超过其设计功率的状态，就会出现“小马拉大车”现象，而过负荷又会导致变压器出现温度升高，超出其设计运行温度，过高的温度对变压器的绝缘产生破坏，进而降低其绝缘性能，导致变压器发故障。 2.7连接不牢固 连接不牢固可能产生于变压器生产工艺和安装的某一个环节，也可能因维护不到位所导致，也有的是因为变压器不同性质金属之间的不当配合，有的是螺栓连接间的紧固不恰当。而随着电力设备生产工艺和安装工艺不断提升，此类现象在近些年有了很大改善，但仍需要给予充分的重视，尤其是重视设生产质量的检验、安装验收、设备维护等诸多环节。 3故障分析 3.1初步研判 智能配电网运行监控平台每个小时从用电信息采集系统调取各台区电压、电流等数据信息，供运维检修人员对辖区内台区负荷进行监控。通过智能配电网运行监控平台，该台区故障前负荷监控曲线，数据显示：该变压器故障前负荷未出现过载现象，初步研判故障原因为设备内部原因。 3.2吊芯检查 变压器故障原因错综复杂、形式多样化，为更准确、更直观、更深层次地发现其故障原因，试验人员对该变压器进行吊芯检查。检查情况：变压器油发黑，有焦糊气味；变压器器身上表面存在大量碳化及绕组融化后产生的铜瘤；变压器低压绕组B铜排引线出头与夹件之间有明显放电痕迹；变压器高压绕组外观良好，低压绕组C相严重变形；铁芯拆除后，低压C绕组因短路，其铜箔已经熔断。 3.3故障原因分析 根据吊芯数据分析，可以判定变压器内部出现了短路，且短路后变压器又经过了连续运行，直至铜箔在短路电流运行下，变形、绝缘大量击穿而出现了更严重的短路。分析引起变压器短路的原因可能为以下情况：由变压器低压B相绕组出头铜排引线及弯板夹件之间的灼烧痕迹可以看出，该变压器在运行过程中，其负载线路可能遭受过大气过电压（雷电）情况。 当低压输电线路遭受雷击时，雷电形成的过电压会使低压绕组对地产生放电，同时造成变压器绕组的绝缘损伤，使变压器绕组绝缘产

电力变压器的故障诊断分析

电力变压器的故障诊断分析

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学号________________ 密级________________ 大学本科毕业论文 电力变压器的故障诊断分析 院（系）名称： 专业名称： 学生姓名： 指导教师： 二○一一年十月

郑重申明 本人呈交的学位论文，是在导师的指导下，独立进行研究工作所取得的成果，所有数据、图片资料真实可靠。尽我所知，除文中已经注明引用的内容外，本学位论文的研究成果不包含他人享有著作权的内容。对本论文所涉及的研究工作做出贡献的其他个人和集体，均已在文中以明确的方式标明。本学位论文的知识产权归属于培养单位。 本人签名：日期：

BACHELOR'S DEGREE THESIS OF WUHAN UNIVERSITY Power transformer fault diagnosis and analysis College ： Subject ： Name ： Director ： Oct 2011

目录 摘要 (7) 第一章电力变压器故障检测绪论 (9) 1.1造成变压器故障的原因 .................... 7错误!未定义书签。 1.2变压器故障的种类 (8) 第二章电力变压器故障检测的现状 (9) 第三章目前电力变压器故障检测存在的问题. (11) 第四章电力变压器故障诊断的方法 (12) 4.1油中溶解气体分析法 (12) 4.1.1单项成分超标分析法 (13) 4.1.2特征气体色谱的分析和判断 (13) 4.2 在线检测技术 (14) 4.2.1 局部放电在线监测 (15) 4.2.1油中气体含量的在线监测 (16) 4.4.3绕组故障的在线监测 (17) 4.3 建立完备的变压器历史资料库 (18) 结束语 (20) 参考文献 (21) 致 谢 (22)

变压器常见故障大汇总及案例分析

电力变压器常见故障的分析与处理 变压器是靠电磁感应原理工作的，改变电压、联络电网、传输和分配电能；电力变压器是变电站核心设备，结构复杂，运行环境恶劣，发生故障和事故对电网和供电可靠性影响大，需要针对具体情况立即采取措施；变压器故障的分析判别牵扯的学科领域多，既要有电工、高电压、绝缘材料、化学分析等基础知识，还要熟悉自动化、热学等；变压器的故障种类多，表现形式千差万别，需要熟悉结构原理、熟悉现场运行条件、熟悉每台设备特点等，具体问题，具体分析。 第一章：大型变压器显性故障的特征与现场处理 显性故障：是指故障的特征和表现形式比较直观明显的故障，在此，结合现场实际，对大型变压器显性故障的原因和特征进行了叙述和分析，介绍了现场常见的处理办法，也是一些比较简单的办法。 一、外观异常和故障类型： 变压器在运行过程中发生异常和故障时，往往伴随相应外观特征，通过这些简单的外部现象，可以发现一些缺陷并对异常和故障进行定性分析,提出进一步分析或处理的方案。而且可以对一些比较复杂的故障确定检修和试验方案.以下从几个方面进行分析和处理：

1、防爆筒或压力释放阀薄膜破损。 当变压器呼吸不畅，进入变压器油枕隔膜上方的空气，在温度升高时，急剧膨胀，压力增加，若引起薄膜破损还会伴有大量的变压器油喷出；主要有以下原因和措施： 1）呼吸器因硅胶多或油封注油多、管路异物而堵塞。硅胶应占呼吸器的2/3，油封中有1/3的油即可，可用充入氮气的办法对管路检查2）(油枕)安装检修时紧固薄膜的螺栓过紧或油枕法兰不平，(压力释放阀)外力损伤或人员误碰。更换损坏的薄膜或油枕. 3）变压器内部发生短路故障，产生大量气体。一般伴随瓦斯继电器动作;可先从瓦斯继电器中取气样，若点火能够燃烧，需取油样色谱分析和进行电气检查，确定故障性质，故障原因未查明，消除缺陷前变压器不能投运。 4)弹性元件膨胀器内部卡涩.更换或由制造厂处理. 5)隔膜结构的油枕在检修或安装时注油方法不当，未按规定将油枕上部的气体排净。停电将变压器油注满油枕，再将变压器油放至合适的油位高度。 6）胶囊结构的油枕因油位低等原因，胶囊堵塞油枕与变压器本体的管路联结口。在管路联结口处装一支架，防止胶囊直接堵塞联结口。 2、套管闪络放电。 套管闪络放电会使其本身发热、老化，引发变压器出口短路事故；低压套管尤其严重;其主要原因和措施有：

变压器故障分析及诊断方式简述

变压器故障分析及诊断方式简述 发表时间：2019-09-18T09:35:40.937Z 来源：《电力设备》2019年第7期作者：苏恩华 [导读] 摘要：本文综述了变电站变压器故障来源，分析了大量调查及测试案例中电力系统变压器故障的根本原因，并提出对应的预防措施。 (正泰电气股份有限公司上海市 201614) 摘要：本文综述了变电站变压器故障来源，分析了大量调查及测试案例中电力系统变压器故障的根本原因，并提出对应的预防措施。研究表明变压器击穿的主要原因是套管失效，老化分析过程除确定高压套管的绝缘寿命及其他影响因素外，应考虑湿度对其影响。本文研究了电力变压器的常见故障，并对处理电力变压器常见故障的措施提出了相关建议。 关键词：变压器；故障；诊断方式 前言 随着日常生活之中电力资源需求量的持续增加，其电力系统的稳定性和安全性受到广泛的重视。作为电力系统的重要组成，其变压器的安全性、持续性就决定了电力系统本身的安全运行。所以针对变压器故障进行合理的分析，并且做好对应的处理就显得格外的关键。 1电力变压器常见故障 电力变压器的常见故障主要有变压器渗油漏油、接头过热、铁芯多点接地等，下面就对此进行分析： 1.1变压器渗油漏油 变压器渗油漏油在电力变压器当中属于很常见的一种故障，其危害主要体现在三个方面：（1）对变压器的运行产生负面影响；（2）漏油会对环境造成污染；（3）极有可能引发较大经济损失，严重时还会导致电力系统存在停运风险。所以这一类故障不容忽视，站在其表现角度加以分析，可以把变压器渗油漏油故障分成油箱焊缝漏油以及低压侧套管漏油、防爆管漏油。通过分析发现产生该类故障的原因主要包括三点：（1）在焊接油箱的过程中存在操作不规范的问题，造成设备在运行时漏油；（2）在安装高压套管的升高座等部件时使用胶垫，造成连接漏缝，引发漏油问题；（3）电力变压器的低压侧遭受引线过短、母线拉伸等影响，并且螺纹也会因受到胶珠的压力出现漏油问题 1.2接头过热 载流接头是电力系统里面将变压器与其他系统连接起来的桥梁，使用载流接头的情况会对运行电力系统的效率产生直接影响，只是载流接头在实际操作中发生过热现象的可能性较大。引载流接头过热故障的成因主要有：（1）变压器的引出端和铝制连接的引出端会有1.86伏电位差出现，造成发热严重，酿成重大生产安全事故；（2）如果电力变压器接头的表面覆盖着杂质，也有引发过热现象的可能，抑或是接头上既有的导电膏铺膜因使用时间过长逐渐变薄，引发过热现象；（3）油浸式变压器的电容式套管的顶部导电密封头因密封不彻底造成截流接头粘连或者松动，引发过热现象。 1.3铁芯多点接地 针对电力变压器，一个变压器只能放置在同一个接地点，当接地点的数量增加时，不仅不能缓和变压器的压力，还会增加变压器铁芯的运行量，导致其在高速运行环节发生故障。并且变压器接地点数量增加会导致变压器停止运行，严重时还会威胁变压器电力工作人员的人身安全。 1.4短路故障 电力系统运行过程中，如果电力变压器的温度过高，极易造成短路故障。绝缘过热故障与绕组变形故障是短路故障中最为常见的两种情况。绝缘过热故障是因为电力系统中出现了极高的电流，产生了极高的热量。电力变压器受到高温影响，发生短路故障。绕组变形故障是短路电流对继电保护装置产生了冲击，影响了机电保护装置的正常动作。如果冲击的短路电流较小，电力变压器的绕组变形情况不会很明显，但仍会带来巨大的经济损失。 1.5绝缘故障 绝缘故障会严重影响电力变压器的安全稳定运行和电力企业的健康稳定发展，引发绝缘故障的原因大致如下:少量的金属杂质掺杂在变压器内部;变压器油道较小且绝缘较薄;变压器的绝缘成型件被导电质污染，电力变压器设备各相间的绝缘裕度不符合实际运转要求;变压器油道设计不合理。 1.6自动跳闸故障 电力变压器正常使用过程中出现自动跳闸故障，主要是因为人为操作与变压器内部破坏。要想有效解决电力变压器自动跳闸故障问题，必须安排专业人员进行故障排查，制定科学合理的检修策略，避免电力变压器出现爆炸情况。 2处理电力变压器常见故障的措施建议 对于电力变压器经常会发生的故障，应提出针对性的措施进行处理，以便更好地满足处理变压器常见故障的要求，提升变压器整体运行的稳定性、安全性。 2.1检修变压器渗油漏油故障 在检修变压器渗油漏油现象时应对不同情况采取不同焊接方式，针对平面接缝使用直接焊接的方式加以处理，不同平面接缝则可把剪裁铁板，将其变成纺锤形状之后再补焊，排除变压器再次漏油故障。对于变压器不同渗油漏油区也要使用不同检修策略：（1）油箱焊缝漏油故障，直接焊接其平面接缝，对于拐角处则向找出渗漏点，接着专门焊接渗漏点，此时还要注意考虑拐角内的应力参数，避免因应力引发再次漏油故障。（2）针对低压侧套管区域的漏油故障，应先排除母线过度拉伸或者引线过短等因素，在伸缩母线、调整引线长度之后通常就能解决问题。（3）面对变压器防爆管区域漏油故障，如果发现是因为变压器的内部压力太大，油箱破裂，那么就会震荡防爆管，应及时将防爆管拆除，或改装变压器的压力释放阀门，排除故障。 2.2检修接头过热故障 检修变压器接头过热的故障时，先要把接头本身的连接问题排除，如果接头连接情况不佳就会造成接头发热，不利于变压器运行的安全性。如果是其他原因造成接头过热，就可在检修工作做出两种处理：（1）针对普通连接，即变压器在电力运行中使用的最普遍方式，这也是最容易发生接头过热现象的区域，可通过定位套的方式固定好发热的套管，控制接头的发热程度，使其不超过允许范围；（2）因铜铝

变压器的常见故障及处理方法

浅议变压器常见故障及处理 令狐采学 摘要：变压器在电力系统的安全、平稳运行中起着至关重要的作用。本文从变压器的结构和原理入手，结合我场变压器的实际情况，针对实际变电运行中变压器的主要异常现象和原因进行分析，提出一些自己的观点。 关键词：变压器原理结构参数异常处理 引言：电力是现在工业的主要能源，并且电能的输送能量之大、距离之远也决定了必须采用超高压输送电能，以减少此过程中的损耗。而实际中由于发电机结构上的限制，通常只能发出10kv 的电压，因此，必须经过变压器的升压才可以完成电能的输送。变压器也理所应当成为电力系统中核心设备之一。如果变压器出现了故障，就会在很大程度上影响电能的输送以及正常的变电运行，所以能够掌握和分析变压器常见的故障和异常现象，及主要原因，提出防范解决措施，就显得尤为重要。 电力变压器是利用电磁感应原理制成的一种静止的电力设备。它可以将某一电压等级的交流电能转换成频率相同的另一种或几种电压等级的交流电能，是电力系统中重要电气设备。下面将从变压器的分类、结构、异常现象和原因分析等几个方面进行介绍： 一、变压器的分类、结构及主要参数

（一）、变压器的分类 根据用途的不同，变压器可以分为电力变压器（220kv以上的是超高压变压器、35-110kv的是中压变压器、10kv为配电变压器）、特种变压器（电炉变压器、电焊变压器）、仪用互感器（电压、电流互感器）。 根据相数分为，单相变压器和三相变压器。 根据冷却方式分为，油浸自冷式、强迫风冷式、强迫油冷式和水冷式变压器。 根据分接开关的种类分为有载调压变压器和无载调压变压器。 根据绕组数分为，单绕组变压器、双绕组变压器和三绕组变压器。 （二）、变压器的结构 虽然变压器的种类依据不同方式进行分类，有很多种，但是一般常用的变压器的结构都很相似： 1、绕组：变压器的电路部分。 2、铁芯：变压器的磁路部分。 3、油箱：变压器的外壳，内装满变压器油（绝缘、散热）。 4、油枕：对油箱里的油起到缓冲作用，同时减小油箱里的油与空气的接触面积，不易受潮和氧化。 5、呼吸器：利用硅胶吸收空气中的水分。 6、绝缘套管：变压器的出线从油箱内穿过油箱盖时必须经过绝缘套管以使带电的引线与接地的油箱绝缘。

人工神经网络在设备故障诊断中的应用

人工神经网络在设备故障诊断中的应用 程瑞琪 (西南交通大学　成都　610031) 摘　要　介绍了神经网络技术在设备故障诊断中应用的2个主要方向———故障模式识别和诊断专家系统,对应用的方法、特点及存在的问题也 作了概略分析。 关键词　神经网络　故障诊断　模式识别　专家系统中图分类号　TP 18 近年来人工神经网络(Artificial neural network -ANN )的研究发展迅速,ANN 以其诸多优点在设备状态监测与故障诊断中受到了愈来愈广泛的重视,为设备故障诊断的研究开辟了一条新途径。 ANN 具有以下主要特征:①实现了并行处理机制,可提供高速的信息处理能力;②分布式信息存储,可提供联想与全息记忆的能力;③网络的拓扑结构具有非常大的可塑性,使系统有很高的自适应和自学习能力;④具有超巨量的联接关系,形成高度冗余,使系统具有很强的容错能力;⑤是一类大规模非线性系统,提供了系统自组织与协同的潜力。本文作者仅就ANN 用于故障模式识别及诊断专家系统这两个方面应用的主要方法、特点及存在的问题作概括介绍。 1　神经网络与故障模式识别 模式识别是ANN 应用的一个较成功的领域,诊断问题实质上就是一种模式分类,是将系统的状态区分为正常状态或某一种故障状态的问题。通常故障模式的分布是非常不规则的,故要求所用模式分类方法能在模式空间里形成各种非线性分割平面,ANN 的特性使其可以作为一类性能良好的非线性分类器。1.1　方法及特点 ANN 故障模式识别可用图1所示BP 模型来说明 。 图1　BP 网模型 其中网络输入节点对应故障征兆,输出节点对应故障原因。进行故障模式识别时,先用一批故障样本 对模型进行训练,以确定网络结构(隐层及其节点数)和参数(节点间的联接权);网络训练好后,故障的模式分类就是根据给定的一组征兆,实现征兆集到故障集之间非线性映射的过程。 用ANN 作故障模式识别的特点有:①可用于系统模型未知或系统模型较复杂及非线性系统的故障模式识别;②兼有故障信号的模式变换与特征提取功能;③对系统含有不确定因素、噪声及输入模式不完备的情况不太敏感;④可用于复杂多模式的故障诊断;⑤可用于离线诊断,也能适应实时监测的要求。1.2　模型 用于故障模式识别的ANN 模型按学习方式可分有监督学习模型和无监督学习模型两大类,前者主要包括B P 网和径向基函数(RB F )网;后者主要包括自适应共振(ART )网和自组织特征映射(SOM )网。1.2.1　有监督学习模型 BP 网是目前故障诊断中应用最多且较成熟的一种模型,其神经元的非线性映射函数采用Sigmoid 函数,网络训练采用误差反向传播(Back pr opagation )学习算法。BP 网的结构及学习算法简单,但应用中还存在2个问题:一是关于网络的学习,因BP 算法是自适应最小均方(LMS )算法的推广,故网络的学习速度较慢,且可能陷入局部极小值点,针对这一问题已有许多改进的BP 算法;二是关于网络的结构设计,即如何选取隐层及隐层节点数,目前尚无确定的理论和方法。根据Hecht -Nilson 的映射定理:对任何闭区间上的一个连续函数,总可以用含一层隐单元的感知器网来映射;目前应用中多采用含一层隐单元的BP 网。关于隐层节点下限的确定已有一些研究结果,鉴于问题的复杂性,此处不作说明。选择较多的隐层及隐层节点虽可加快学习速度,但使网络的结构变得复杂,网络的推广能力也会变差。实际应用中,通常用对测试样本与学习样本的误差进行交叉评价的试错 法来选择隐层及隐层节点数。 RB F 网是一种较新颖的ANN 模型,只有一层隐含层,输出节点是线性的,隐单元采用对称的高斯基 · 13·第12卷第1期 《机械研究与应用》 ME CHANICAL RESE ARCH &APPLICATION Vol 12No .1　1999

变压器的常见故障分析及维护措施实用版

YF-ED-J1765 可按资料类型定义编号 变压器的常见故障分析及维护措施实用版 In Order To Ensure The Effective And Safe Operation Of The Department Work Or Production, Relevant Personnel Shall Follow The Procedures In Handling Business Or Operating Equipment. （示范文稿） 二零XX年XX月XX日

变压器的常见故障分析及维护措 施实用版 提示：该解决方案文档适合使用于从目的、要求、方式、方法、进度等都部署具体、周密，并有很强可操作性的计划，在进行中紧扣进度，实现最大程度完成与接近最初目标。下载后可以对文件进行定制修改，请根据实际需要调整使用。 摘要: 在中国高速的现代化发展中，电 力工业的安全运行起着关键作用。本文主要从 变压器的常见故障的原因进行分析，并对变压 器的维护提出一点建议。 关键词：变压器故障原因输电线路 变压器是电力系统的重要设备,其状态好 坏,直接影响电网的安全进行。由于变压器在设 计、制造、安装和进行维护等方面原因使绝缘 存在缺陷,抗短路能力降低,因此近年来主变的 事故较多,其中威胁安全最严重的为绕组局部放

电性故障。根据国家电力公司对 2001 年全国110kV 及以上主变事故的调查,得知绕组的事故占总事故台数的 74.6%(福建省网为80%)。因此,提高变压器安全运行是极其重要的。 1 变压器故障原因分析 多种因素都可能影响到绝缘材料的预期寿命,负责电气设备操作的人员应给予细致地考虑。这些因素包括:误用、振动,过高的操作温度、雷电或涌流、过负荷、对控制设备的维护不够、清洁不良、对闲置设备的维护不够、不恰当的润滑以及误操作等。 1.1 雷击 雷电波看来比以往的研究要少,这是因为改变了对起因的分类方法。现在,除非明确属于

变压器故障分析及诊断方式

变压器故障分析及诊断方式 发表时间：2019-08-06T16:17:50.343Z 来源：《防护工程》2019年9期作者：王兵 [导读] 本文件研究电源变压器常见故障，并提出处理电源变压器常见故障的建议。 国网晋城供电公司山西晋城 048000 摘要：通过持续的实用应用和研究，发现了我国现代电网系统中使用最广泛的设备——电力变压器。作为基础设施，这个设备经常出现在基础设施中。在我国电力企业，电力变压器的作用是为电力设备供电，换句话说，电力变压器是电网运行的基本配置。变压器出现故障会直接影响企业的正常供电、人们的日常生活和工作。因此，及时解决电力变压器存在的故障问题，旨在实现电力企业未来的发展目标。本文件研究电源变压器常见故障，并提出处理电源变压器常见故障的建议。 关键词：变压器故障；诊断；检修 引言 在电力系统中，电力变压器作为重要的设备，其运行受到社会各界的高度重视，但是故障在实际的应用环节可谓屡见不鲜，所以为提升电力企业的经济效益和社会效益，就需要对变压器的故障形态有全面的掌握，这样才能够在发生故障的时候及时进行判断与处理，确保其电力系统能够正常的运行。 1、变压器故障类型分析 1.1短路故障 根据相关数据调查显示，电力变压器短路故障的发生主要是因为电力系统在运行过程中，变压器温度过高所引起的，而对于电力变压器来讲，短路故障主要包含了绝缘过热故障和绕组变形故障两种情况。当发生绝缘过热故障时，电力系统会出现极高的电流，进而产生极高的热量，故此由于受到高温的影响，将导致电力变压器短路故障的出现，降低电力企业经济效益和社会效真实度益的同时，倘若变压器本身不能承受短路电流的容量，变压器的绝缘材料将会受到严重破坏，火灾或人员伤亡问题的发生频率急剧增加；当发生绕组变形故障时，在短路的冲击下小短路电流不会影响继电保护装置的正常动作，变压器的绕组变形现象也不明显，但也会给社会经济带来重大损失。 1.2绝缘故障 与短路故障的诱导因素不同，导致电力变压器发生绝缘故障的原因较多，总的来说可分为与以下几种，即电力变压器内部掺杂极少量的金属杂质、电力系统运行过程中选用的是薄绝缘且油道较小的电力变压器、绝缘成型件在制造过程中其表面或者是内部受到了导电质的污染、电力变压器的各相之间绝缘裕度不能满足变压器的运转条件、在设计电力变压器油道时设计不科学不合理等，在一定程度上都会导致绝缘故障的发生，进而对电力企业的整体发展带来严重的不良影响。 1.3自动跳闸故障 根据相关数据调查显示，电力变压器在使用过程中，人为因素或电力变压器内部破坏是造成跳闸故障发生的两大主要原因，因此为有效地降低故障所带来的损失程度，电力企业的工作人员需及时安排专业人员进行故障分析，并采取科学合理的检修策略，以保障电力系统的安全正常运转。一般来说，倘若是因为人为因素导致电力变压器的跳闸故障，当检修工作人员排除故障后，可讲电力变压器继续投入使用，无须对变压器内部进行检查，可当是由于另一种原因导致的电力变压器跳闸故障，电力企业的工作人员不仅要对电力变压器保护范围内的全部设备进行详细的检查，逐一排除故障，同时还要采取恰当的检修技术，及时地对诱导处进行修理，以避免电力变压器爆炸现象的发生。 1.4变压器油质问题 一般来讲，电力变压器中为了保护变压器原件的正常使用，在出厂时都涂有作为绝缘、散热和熄弧介质的绝缘油，但是由于受内部以及外部两种因素的影响，电力变压器在投入和使用的过程中都或多或少的会出现变压器油质问题，导致变压器故障的发生，进而对电力企业的发展造成严重的不良影响。根据相关数据调查显示，氧化、电气老化、变压器故障老化、变压器制造、安装、检修过程中技术监督不到位和管理不严等都是造成油质老化劣化的主要原因，故此为最大程度地提高企业的经济效益和社会效益，当电力变压器在使用过程中油的颜色、气味、运动粘度及介损等物理性能均发生变化时，相关工作人员应立即更换变压器的油，以保证变压器良好的绝缘性。 2、电力变压器的故障诊断 解决电力变压器故障问题，最有效的方法是做好电力变压器的检查与预防工作。工作人员要通过定期检查，做好电力变压器的故障预防工作，降低电力变压器出现故障的几率。电力变压器绝缘油故障诊断。通过对油质中溶解气体的分析，判断电力变压器的故障形式与故障原因。溶解气体故障诊断技术已在全世界范围内得到了认可，且被广泛地推广应用。但该诊断方法无法准确反映电力变压器的所有故障，在使用中存在一定的局限性。变压器红外诊断技术。与变压器油溶解气体故障诊断技术相比，其应用范围更广。它主要是利用对变压器温度分布场的分析与研究对变压器存在缺陷部位进行定位，从而准确找出故障问题点。红外诊断技术实际操作过程中不易受到外界高压电场的影响，不需要进行停机操作，所以更具安全性、可靠性。 3、电力变压器的故障检修 要想保障电力变压器始终处于安全、稳定的工作状态，必须做好电力变压器的定时检查与巡视工作。检修人员在检查与巡视过程中，应重点关注变压器的辅助设备、温度及油箱等方面的检查。将红外成像仪应用于电力变压器检查与巡视工作中，不仅能对电力变压器的信号强弱进行测试，还能准确判断电力变压器的内部使用情况。其可对变电压器内部是否发生过热问题实施有效观察。这不仅节省了电力变压器检测时间，还提高了电力变压器的检测准确性。电力变压器日常检查中，要严格按照相关规定步骤，开展实际检查工作。尤其是第一次开展变压器试验检测时，检测人员常常会忽略小问题。应展开多次检查，灵活运用试验方法，及时发现潜在故障，做好相应的防范工作。电力变压器处于正常工作状态时，应做好在线检测工作，其根本目的是实时了解电力变压器的电压、油箱、电流的实际运作情况。日常检查与巡视过程中，要做好电力变压器变化状态的记录工作，如电力变压器声响强度、振动频率等，完善数据信息，使电力变压器的检测结果更准确、更权威。将在线检测技术应用于电力变压器油箱气体检测工作，不仅能及时发现故障问题，还能降低故障风险，达到提升电力变压器工作效率的根本目的。电力变压器检修人员自身技术水平的高低，也会直接影响电力变电压器的实际检修质量。所以，进一步

变压器故障诊断常识及方法

电力变压器常见故障分析及处理 一、常见故障分析 1、内部声音异常 正常运行的变压器，会发出均匀的电磁交流声，在变压器运行不正常时，有时会出现声音异常或声音不均匀。造成该现象的主要原因：变压器过负荷运行时，内部会发出很沉重的声音，在内部零件发生松动的情况下，会有不均匀的强烈噪声发出。假如未夹紧铁芯最外层硅钢片，则会在运行时产生震动，发出噪音。此外，变压器发出异响还有可能是由于变压器顶盖螺丝松动所致。 变压器内部过电压时，会导致铁芯接地线断路，或一二次绕组对外壳闪络，在外壳及铁芯感应出高电压，使变压器内部发出噪音。假如变压器内部发生击穿或者接触不良，会由于放电而发出吱吱的声音。若发生短路或接地，将有较大的短路电流出现在变压器绕组中，使其发出大且异常的声音。若设备有可能产生谐波，或将大容量的用电设备接在变压器负载上，则易产生较大的启动电流会使变压器发出异常噪音。 2、瓦斯保护故障 一种情况是发生了瓦斯保护信号动作。瓦斯保护其动作灵敏可靠，变压器内部大部分故障都可被瓦斯保护有效监视。在瓦斯保护信号动作发生后，即可恢复到正常音响信号，对变压器的运行情况严密监视。 一般来讲，有几种原因可以引起瓦斯保护动作：一是在变压器进行滤油或加油时，没有及时排出带入变压器内部的空气，变压器运行时油温升高，逐渐排出内部空气，引发瓦斯保护动作；二是变压器发生穿越性短路，或者由于内部故障产生气体而引发瓦斯保护动作。 当发生瓦斯保护信号动作时，若检查中未发现异常，就要立刻对瓦斯继电器中的气体进行收集，并分析试验。假如气体不燃烧且无色无味，则可认为变压器内部被空气侵入，这种情况下，变压器是正常运行的，只需立即将瓦斯继电器中的气体放出即可，同时注意观察信号动作时间间隔是否越来越长，直至不久消失。假如气体是可燃的，则可证明变压器发生了内部故障，应将变压器立刻停止运行，并进行电气试验，查找事故原因，送去检修。 另一种情况是发生了瓦斯保护动作与跳闸。发生此情况的原因有以下几种：首先是有严重故障发生在变压器内部；此外还有保护装置二次回路发生了故障；假如变压器是大修后或者新近安装投入运行的，有可能因为变压器油中含有的空气过快分离而造成保护动作与跳闸；还有一种原因是由于变压器内的油位下降速度过快而引起。在发生瓦斯保护动作与跳闸后，值班人员应立即解除工作变压器，对其外部实施检查。检查其防爆门是否完整、是否有绝缘油喷溅现象、外壳是否鼓起、油位是否正常等。然后分析收集的气体，对变压器内部故障的性质进行鉴定，检修完毕，并经试验合格后，方可再次投运。 3、自动跳闸故障 发生自动跳闸故障时，应进行外部检查，查明保护动作情况。假如在检查之后，确认是由于人员误动作或者外部故障，而不是内部故障引起的，则可越过内

变压器常见故障分析

电力变压器状态监测与故障诊断 内容摘要； 电力变压器是电力系统中最关键的设备之一，它承担着电压变换，电能分配和传输，并提供电力服务。在运行中，配电变压器经常发生故障。本文简要介绍了电力变压器的分类和结构组成，并针对配电变压器故障率高这一实际情况，着重分析了配电变压器常见的故障和异常现象及主要原因，分析了这些故障对变压器的危害及针对这些故障进行了分析，对消除故障的方法进行了归纳总结，同时提出了一些具体的防范解决措施，为防止和减少配电变压故障的发生。 特别介绍我在工作中遇到的一些变压器故障（局部放电）进行的探索及通过一些方法进行认证的过程。 关键词：变压器、故障诊断、故障处理、局部放电

目录 内容摘要 ............................................................ I 引言 (1) 1 电力变压器简要介绍 (2) 1.1 电力变压器的分类 (2) 1.2 电力变压器的主体结构 (2) 1.2.1 油浸电力变压器 (2) 1.2.2 干式变压器 (3) 2 电力变压器常见的故障类型及故障产生原因 (4) 2.1 变压器发生故障的原因 (4) 2.1.1 制造工艺存在缺陷 (4) 2.1.2 、缺乏良好的管理及维护 (5) 2.1.3 、绝缘老化 (5) 2.2 变压器故障按严酷程度分类 (5) 2.3 变压器故障按部位分类分析 (5) 2.3.1 、绕组故障分析 (5) 2.3.2 、铁心故障分析 (6) 2.3.3 、分接开关故障分析 (6) 2.3.4 、引线故障分析 (7) 2.3.5 、套管故障分析 (7) 2.3.6 、绝缘故障分析 (7) 2.3.7 、密封不良 (8) 2.4 从变压器的异常声音判断故障 (8) 2.5 变压器温度异常导致原因 (9) 2.6 喷油爆炸导致原因 (10) 2.7 油位显著下降及严重漏油导致原因 (10) 2.8 油色异常，有焦臭味导致原因 (10) 3 变压器中的局部放电的预防及局部放电产生后处理 (11) 4 结论 (16) 参考文献： (17)

变压器内部故障类型及判断方法

变压器内部故障类型及判断方法 发表时间：2018-06-25T15:58:05.013Z 来源：《电力设备》2018年第8期作者：李鹏姚松涛 [导读] 摘要：在社会快速发展的背景下，使得社会各界加强了对电力能源的需求，从而提升了电力变压器的工作量，再加上电力变压器的运行环境较为恶劣，导致其常常出现各种类型的故障，最终影响了整个电力系统正常的运行，无法为社会提供充足的电力能力。 国网莱芜供电公司山东省莱芜市 271100 摘要：在社会快速发展的背景下，使得社会各界加强了对电力能源的需求，从而提升了电力变压器的工作量，再加上电力变压器的运行环境较为恶劣，导致其常常出现各种类型的故障，最终影响了整个电力系统正常的运行，无法为社会提供充足的电力能力。所以，为了确保电力系统能够安全、稳定的运行，必须在整个运行的过程中，持续不断的对电力变压器进行维修与维护，通过维修与维护第一时间将故障挖掘出来，并采用合理的方式进行处理。本文对变压器内部故障类型及判断方法进行了相关的分析。 关键词：变压器内部；故障类型；判断方法 1变压器内部的故障类型及主要原因 电力变压器的主要故障类型及造成该故障的原因一般有:（1）电力变压器在生产、出厂时就没有控制好质量。（2）使用不合理导致的电力变压器加速老化。变压器的平均使用寿命在18年左右，远低于变压器的标准年份(35-40年)。（3）线路设置不当产生的干扰。线路干扰是导致变压器故障的主要原因，其中以天气造成的故障是最为常见的。（4）超负荷运行。变压器在长时间内以远远高于正常电压的功率持续运行导致的变压器寿命降低、变压器元器件老化速度加快。（5）没有定期对变压器开展运行维护管理工作。（6）变压器周围环境的影响。 2变压器内部故障诊断 变压器的类型包含了油浸式变压器等，在电力工业系统中被广泛应用，主要构造包括了油箱、冷却装置等，由于结构较为复杂，因此出现故障的概率较大，一旦发生故障，可以通过对声音、气味和检测实验数据进行维修方式的判别。 （1）油浸式变压器的故障，可以分为主体结构的故障（绕组、铁芯、油质、附件）、回路故障（电路、磁路、油路）等。其中铁芯、分接开关、绕组等故障属于一般常见故障。变压器的内部故障还可以按照出现的原因分为电气回路缺陷，绝缘损伤等潜伏性故障。变压器的最危险，故障率也最高的当属变压器的出口短路的故障，一旦发生会出现变压器的渗漏、保护误动等。不同类型的故障，产生的危害也不同，有的是过热，有的是渗漏，有的是放电。 （2）出口短路故障位于变压器的出口部位，受到短路故障的影响，变压器的热量导致绝缘的发热损害。受到短路冲击的时候，由于电流过小，保护技术动作带来了绕组的变形，变压器如果继续运行，就会发生故障和事故。 绕组故障位于变压器的核心部位，变压器的输入和输出，带来了电气回路的故障模式，如绝缘老化、绕组受潮，短路、短路的情况发生，绕组的松动和变形发生，相间的变形短路情况的发生等等。变压器的绕组发生了松动和变形，导致了绝缘在损伤的情况下，虽然还能够运行，但是实质上却已经出现出现了内部的损伤，导线被损伤，抗短路的冲击能力被降低。 铁芯的故障，主要是铁芯的质量的问题造成的。故障的模式包括铁芯的多点接地，接地不良、芯片的短路等等，故障发生的原因主要是由于铁质的夹件发生了松动，铁芯被碰接，出现了松动后，接地不良，绝缘老化，安装不正等，最终导致铁芯发热，损伤增大。铁芯故障以短路和多点接地为主，在多点接地中，铁芯的局部会发热，过热导致了铁芯接地引线的烧断，强磁场中形成的涡流使得铁芯的局部过热，呈现介质损坏和超标的情况，局部的过热烧坏了铁芯的绝缘，出现铁芯的故障。 分接头开关的故障是绝缘的距离不足导致的材料上堆积了油泥受潮引起的。触头的接触不良使得电阻增大，带来过电压下的相间短路，使得绝缘支架的紧固金属出现了悬浮放电的故障。由于油浸式变压器的内部结构较为复杂，因此当故障出现的时候，因密封不严导致的绝缘性能降低，使得电阻在切换的时候容易出现击穿或者烧断的情况，因为滚轮卡死造成过渡位置短路的情况更是时有发生。 绝缘故障一般发生在大型的强迫油循环冷却的大型变压器中，由于变压器经过油泵的加速传递到冷却油道，在油与固体的绝缘界面形成了静电电荷的分离，积累起正负电荷，电荷在积累到一定的场强的时候，会发生放电，导致固体的绝缘受到损伤。 3变压器内部故障的诊断技术改进策略 针对变压器的常见故障类型，结合先进科学技术的应用，通过改进变压器故障诊断技术，有助于准确判断变压器出现的故障类型及其原因，并及时排除变压器故障，对保障电力系统及变压器的安全、稳定运行具有重要意义。 3.1红外诊断技术 科技水平的不断提高，对电力故障诊断及检修技术的创新具有重要的推动作用。基于电力变压器故障诊断的需求，作为一种先进的故障诊断技术，变压器红外诊断技术在电力领域得到广泛应用。从技术原理分析，变压器故障红外诊断技术主要是遵循红外线的相关原理。在采用变压器故障红外诊断技术对电力变压器出现的故障进行检测和判断时，需要借助专业的红外检测仪器对出现故障的变压器内部进行探测，依据探测出的红外波长，判断变压器各部位或元件的温度，综合分析变压器出现的故障现象、元件温度和内部探测结果，以便实现对变压器故障类型及原因的准确判断，为变压器维修方案的制定提供科学依据。。利用红外诊断技术判断变压器故障的方法包括多种，如图像特征分析法、温差判断法等，主要适应于探测变压器出现的外部热故障和内部热故障。当变压器出现热故障时，可利用红外诊断技术对变压器进行探测，借助红外热成像判断变压器外部出现的热故障及其原因，如漏磁引起涡流造成的故障、绝缘层损与外部接头接触不良等引发的故障等，通过分析探测结果，制定相应的解决或维修方案，有助于及时、准确排除变压器出现的故障。对变压器内部出现的热故障，可利用红外热成像初步判断变压器内部出现故障的位置，结合对变压器所出现故障现象的分析，以及常见变压器内部故障部位的判断，找出变压器内部出现故障的类型及原因，科学设计维修方案，促使变压器故障能够及时解决，从而保障电力系统的安全、稳定运行。 3.2变压器油中溶解气体分析 不同类型变压器油中溶解气体的数值有一个限定标准，如果变压器油中溶解气体的数值超过设定值，则表示变压器内部出现问题。因此，可将变压器油中溶解气体的实际数值作为判断依据，判断变压器内部出现的故障，并为故障排除提供保障，促使变压器能够正常安全的运行。在诊断变压器内部故障时，可依据变压器油中溶解气体的相关特征，结合故障现象分析，对变压器故障部位的能量密度、烃类气体大小等变化情况进行判定，据此判断变压器内部出现的故障及其原因。如果开放状态下变压器内部烃类气体总和的产生速率超过 0.25ml/h，或是封闭状态下烃类气体总和的产生速率超过0.5ml/h，则表示变压器内部出现故障，可采用三比值法对故障原因进行判断，制