电力变压器状态在线监测和故障诊断的新方法

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1、%!第))卷第&)期电力自动化设备L:/4))M:4&))!!)年&)月D/6B879BE:=67$?8:1089:;DF?9<16;8"6B4)!!)电力变压器状态在线监测和故障诊断的新方法李娟，蔡晖，丁晓群（河海大学电气工程学院，江苏南京)&!!GH）!"：介绍一种电力变压器绝缘在线监测和故障诊断的新思路，一方面通过在线油色谱分析仪检测%种故障特征气体含量和产气率，运用模糊理论及专家系统等人工智能技术对电力变压器的绝缘状态进行跟踪监测；另一方面尝试用参数辨识的方法进行变压器三相电气量的在线监测，依据变压器

2、绕组结构及参数在故障前后会改变的原理，用参数辨识的方法，进行变压器绕组故障及其故障部位的识别，实现故障局部定位，提高变压器状态监测和故障诊断的准确性。#$%：电力变压器；在线监测；故障诊断；参数辩识中图分类号：2I,&文献标识码：$文章编号：&!!%J%!,K（)!!)）&)J!!%!J!,果进行动态的相关性分析，根据故障的各特征气体!引言与’(和’()的含量判断故障是否涉及固体绝缘，新电气设备正实现从以时间为基准到以运行状态方法克服了传统的方法，即油中’(，’()总量判断法为基准的维修方法。依状态确定维修可

3、分为在线监或’(*’()比值法所存在的溶解气体累积效应的影测、故障诊断和维修策略三层内容。响，同时消除了测量的随机误差干扰。大量的实践经验和研究资料表明导致电力变压#"用"#$法确定设备内部存在放电性故障。可器事故的主要原因是绝缘性能的劣化。变压器油中以’(与+)，’)+)的相关程度作为判断电性故障是否溶解气体色谱分析（"#$）技术对监测变压器的绝缘与固体绝缘有关的标准。状态，发现其内部潜伏性的故障及其发展程度十分$"在过热性故障的情况下，可以’(与’+,的相有效。现已有厂家生产在线检测%种故障特征气体的关程

4、度作为判断过热性故障是否与固体绝缘有关的油色谱分析仪，在线监视油中气体含量的变化，可及标准。时发现变压器内部缺陷、预期故障的存在和发展，但由固体绝缘损坏能推断出变压器内部高能量放此法只能定性地发现变压器内部的异常，不能定位电或电弧放电故障的存在，而这二种放电现象可能和定量地判断故障。是导致绕组短路故障的主要原因，因此，借助对色谱绕组变压器中最重要、最复杂的也是最容易出监测数据的油色谱分析，可以预警因固体绝缘发生现故障的部件，对变压器绕组进行故障诊断是有意裂解而引起的变压器内部故障。义的。若能在线监测变压器绕组

5、的状态，分析故障，)变压器绕组故障的在线监测和诊断指出故障发生的部位，从而实现变压器故障的定位，这就是变压器状态维修的新方法。当变压器在遭受短路冲击后，可能造成绕组扭曲变形，另外由于绕组绝缘损坏，也会造成匝间短路&变压器油溶解气体的监测和故障诊断甚至相间短路。绕组发生故障时，由于整体或局部的多年来，采用"#$法检查变压器的缺陷，防止变拉伸或压缩造成匝间距离改变时，使绕组的感性变压器烧损方面取得了很大成绩。但变压器色谱在线化，当轻微匝间短路时电阻也会有变化［)］。变压器故监测可以了解变压器运行状态的变化，及时发

6、现变障类型与参数变化是有一定关系的，-./01总结了变压器的潜伏性故障，变压器色谱在线监测是辨识变压器故障类型与参数变化的关系如表&所示。压器故障状况，准确维修的基础条件。表&变压器故障类型与参数变化的关系!"电力变压器内部故障涉及固体绝缘的判别。2034&25676/089:;.59<368=66;870;.>:7167>0?/88@<60;A<07016867B50;C6在故障点释放能量的作用下，油纸绝缘将发生裂解，释放出’(和’()，通过对变压器连续色谱监测的结参数名称故障类型绕组的漏感!绕组变形，匝间

7、短路绕组的电阻"线圈短路折断收稿日期：)!!)J!NJ!)；修回日期：)!!)J!NJ&N%+!!""李娟，等：电力变压器状态在线监测和故障诊断的新方法!"#$%&&’%$(把变压器绕组的漏感和电阻是否以M相为例，由图)可反映变压器原边、副边电磁变化作为判断变压器内部是否产生故障的判据，根关系的方程，针对变压器原边、副边的磁链平衡方据变压器绕组的漏感和电阻在正常运行时，外部故程，考虑变压器铁心非线性和磁滞效应，可用微分方障及励磁涌流不发生变化，而在变压器内部故障时程将变压器原边电压表示为原边电流、副边电压与要

8、发生变化的特性，应用基于递推最小二乘法的辨电流以及互感磁链的函数。识理论，通过对变压器三相电压、电流的测量来辨识%/,:-M-/--0:"（,）MMMMM:.:.绕组的漏感和电阻，对比正常时的三相绕组的漏感:-I.:"和电阻，可以发现绕组是否异常及故障发生的部位，%./1,.$/.-I.-0.（N）:.:.保证变压器元件得到及时替换，防止变压器非正常消去磁链导数得方程，令!/0MO0.退出运行。:-