電力變壓器的狀態(tài)監(jiān)測和故障診斷

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1、1緒論1.1課題提岀的意義及本文的研究工作電力變壓器是電力系統(tǒng)重要的變電設(shè)備，其運(yùn)行狀態(tài)直接影響系統(tǒng)的安全性，隨著超高壓和特高壓輸變電技術(shù)的迅速發(fā)展，電網(wǎng)容量加大和覆蓋面增廣，它的故障可能對電力系統(tǒng)和用戶造成重大的危害和影響。一直以來，電力運(yùn)彳亍人員對電力變壓器采用定期檢修方式來保證電力變壓器的安全運(yùn)行。定期檢修在理論上存在一定的不合理性，它是一種盲目性的檢修方式，主要以預(yù)防性試驗(yàn)為主，雖然這種檢修方式相對于故障檢修方式有很大的進(jìn)步。但是，定期檢修并沒有考慮到電力設(shè)備的初始狀態(tài)量變化情況，導(dǎo)致電力設(shè)備出現(xiàn)“該修沒修〃的嚴(yán)重后果。木文主要研究了電力變壓器的狀態(tài)監(jiān)測和故

2、障診斷方法，分析了變壓器常見故障，以及它們的表現(xiàn)特征，并進(jìn)行故障分類和總結(jié)。然后采用常用的基于變壓器油屮溶解氣體分析方法對變壓器內(nèi)部故障進(jìn)行診斷分析，主要采用了改良三比值方法，對改良三比值方法進(jìn)行了分析和討論。針對三比值編碼單一和確易造成的課判、漏判，根據(jù)改良三比值法的模糊隸屬度函數(shù)，引入了MATLAB中模糊邏輯工具箱用于刻畫各對比值的隸屬度。通過區(qū)間模糊化，更合理地確定編碼組合，對故障判斷更有利，編碼的模糊化處理在三比值的基礎(chǔ)上更進(jìn)了一步，具有實(shí)際意義。2電力變壓器的狀態(tài)監(jiān)測和故障診斷電力變壓器擔(dān)負(fù)著電能的傳輸、分配及電壓的變換等多種功能，為電力部門提供服務(wù)，是電

3、力系統(tǒng)的最關(guān)鍵的電力設(shè)備之一。電力系統(tǒng)的可靠、安全、經(jīng)濟(jì)、優(yōu)質(zhì)運(yùn)行的重要保證是變壓器處于正常運(yùn)行。根據(jù)聲音、溫度及其它現(xiàn)象，對變壓器進(jìn)行直觀觀察，是運(yùn)行人員做出的初步判斷。在實(shí)際診斷過程中準(zhǔn)確的故障診斷需要多來源信息的支持即對診斷的要求越高，越需要各方血更全面的信息。同時(shí)離線與在線，時(shí)間與空間上存在的差異以及不同試驗(yàn)對不同故障的靈敏度各不相同，使變壓器的故障診斷信息表現(xiàn)出多層次性。所以只有從多方面獲得關(guān)于同一對象的多維信息，并加以融合處理，才能對設(shè)備進(jìn)行更可靠更準(zhǔn)確的監(jiān)測與診斷?，F(xiàn)有的預(yù)防性試驗(yàn)方法不能有效地發(fā)現(xiàn)變壓器在運(yùn)行條件下的內(nèi)部潛伏性故障，而通過氣體繼電器又

4、不能知道氣休組分及每種組分的含量，還往往給出一種假相，不能真止反映出現(xiàn)的故障。實(shí)測和研究表明，采用油中溶解氣體的氣和色譜法，根據(jù)變壓器的內(nèi)部析出的氣體可以分析變壓器的潛伏性故障，特別是對過熱性、電弧性和絕緣破壞性故障等，不管故障發(fā)生在變壓器的什么部位，都能很好的反映出來。油屮溶解氣體分析法是目前檢測變壓器內(nèi)部故障的常用方法，是監(jiān)客與保障設(shè)備安全運(yùn)行的一個重要手段。2.1變壓器運(yùn)行中有故障的特征1.聲音異常變壓器在正常運(yùn)行屮會發(fā)出輕微的、均勻的、連續(xù)的“嗡嗡”聲，這是運(yùn)行屮電氣設(shè)備的一種固有特性。若產(chǎn)生的聲音不均勻或有特殊的響聲，則應(yīng)視為異?，F(xiàn)象。有下列情況：(1)變

5、壓器聲音比平時(shí)增大，但均勻，則異常原因可能為電網(wǎng)發(fā)生過電壓或變壓器過負(fù)荷。(2)變壓器有朵音，則界常原因可能為內(nèi)部夾件或壓緊鐵芯的螺釘松動。(3)變壓器有放屯聲，則界常原因可能為變壓器內(nèi)部發(fā)生故障。(4)變壓器有水沸騰聲，則界常原因可能為繞組發(fā)生短路故障或分接開關(guān)因接觸不良引起嚴(yán)重過熱。2?油溫異常2電力變壓器的狀態(tài)監(jiān)測和故障診斷電力變壓器擔(dān)負(fù)著電能的傳輸、分配及電壓的變換等多種功能，為電力部門提供服務(wù)，是電力系統(tǒng)的最關(guān)鍵的電力設(shè)備之一。電力系統(tǒng)的可靠、安全、經(jīng)濟(jì)、優(yōu)質(zhì)運(yùn)行的重要保證是變壓器處于正常運(yùn)行。根據(jù)聲音、溫度及其它現(xiàn)象，對變壓器進(jìn)行直觀觀察，是運(yùn)行人員做出

6、的初步判斷。在實(shí)際診斷過程中準(zhǔn)確的故障診斷需要多來源信息的支持即對診斷的要求越高，越需要各方血更全面的信息。同時(shí)離線與在線，時(shí)間與空間上存在的差異以及不同試驗(yàn)對不同故障的靈敏度各不相同，使變壓器的故障診斷信息表現(xiàn)出多層次性。所以只有從多方面獲得關(guān)于同一對象的多維信息，并加以融合處理，才能對設(shè)備進(jìn)行更可靠更準(zhǔn)確的監(jiān)測與診斷?，F(xiàn)有的預(yù)防性試驗(yàn)方法不能有效地發(fā)現(xiàn)變壓器在運(yùn)行條件下的內(nèi)部潛伏性故障，而通過氣體繼電器又不能知道氣休組分及每種組分的含量，還往往給出一種假相，不能真止反映出現(xiàn)的故障。實(shí)測和研究表明，采用油中溶解氣體的氣和色譜法，根據(jù)變壓器的內(nèi)部析出的氣體可以分析變

7、壓器的潛伏性故障，特別是對過熱性、電弧性和絕緣破壞性故障等，不管故障發(fā)生在變壓器的什么部位，都能很好的反映出來。油屮溶解氣體分析法是目前檢測變壓器內(nèi)部故障的常用方法，是監(jiān)客與保障設(shè)備安全運(yùn)行的一個重要手段。2.1變壓器運(yùn)行中有故障的特征1.聲音異常變壓器在正常運(yùn)行屮會發(fā)出輕微的、均勻的、連續(xù)的“嗡嗡”聲，這是運(yùn)行屮電氣設(shè)備的一種固有特性。若產(chǎn)生的聲音不均勻或有特殊的響聲，則應(yīng)視為異?，F(xiàn)象。有下列情況：(1)變壓器聲音比平時(shí)增大，但均勻，則異常原因可能為電網(wǎng)發(fā)生過電壓或變壓器過負(fù)荷。(2)變壓器有朵音，則界常原因可能為內(nèi)部夾件或壓緊鐵芯的螺釘松動。(3)變壓器有放