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变压器故障诊断研究 摘要：变压器一旦发生故障将对电力系统造成重大的危害，及早发现变压器的潜伏性故障，对保证其安全运行，提高供电的可靠性具有重要意义。文章分析了变压器常见的故障，介绍了目前常用的故障诊断方法，引入了RBF 网络应用于变压器故障诊断，分析表明该方法诊断正确率高。 关键词：变压器故障诊断；BP 神经网络；RBF 网络；潜伏性故障 变压器故障诊断研究 变压器是电力系统的枢纽，它关系到电力系统的可靠性和稳定性，变压器发生故障会给人们的生活带来不便，严重情况下还会危及生命安全。由于无法杜绝变压器故障的发生，所以对故障的正确诊断和早期的预测就更加重要。目前普遍使用的是定期预防性试验，不同的实验方法和测试仪器反映运行状态的数据不够全面，经常含有现场测量时的干扰信息，并且试验时都是在离线停电状态下进行的，因停电会造成很大的负荷损失。为了正确的判断出变压器的运行状态，引入人工智能化的变压器故障诊断方法能够及时有效的判断变压器的状态，预先发现早期潜伏性故障，避免无必要的检修，具有很强的现实意义。 一、变压器的常见故障 变压器的结构比较复杂，这种特性导致变压器故障类型的多样性，以至于很难以某一判据诊断出具体的故障类型。当变压器发生故障时，按变压器本体可分为内部故障和外部故障，即把油箱内发生的各相绕组间的相间短路、绕组的匝间短路、绕组或引线与箱体接地等称为内部故障；而油箱外部发生的套管闪络、引出线间的相间短路等故障称为外部故障；按变压器结构可分为绕组故障、铁芯故障、油纸故障、附件故障；从故障发生的部位又可分为铁芯故障、分接开关故障、套管故障等。对变压器危害大的故障主要有以下几种： （一）绕组故障 绕组是变压器主要部分，绕组故障主要分为：匝间短路、相间短路、绕组断路，由于绕组各部分绝缘老化以及受潮，导致绕组匝间、相间、高低压绕组间发生短路、断路、击穿或烧毁。产生故障的原因是制造工艺不良，机械强度不能经受短路冲击，使绕组变形，绝缘损坏；检修时，局部绝缘受到损害，遗留下缺陷，导致变压器绕组损 坏；长期过载，温度过高引起绝缘老化；绕组受潮，引起局部过热，极易导致局部放电，造成匝间短路。 （二）铁芯故障 铁心质量好坏是决定变压器正常运行的关键。铁芯故障分为铁心多点接地和铁心过热故障，当变压器出现铁心多点接地故障时，产生的环流将引起变压器局部过热，使铁心局部烧损，如不及时发现，严重时可能烧坏铁心。产生铁芯故障的原因很多，如压铁松动引起铁芯振动和噪声、铁芯接地不良及异常接地、铁心片间短路、铁心局部短路、铁芯片间叠装不好造成铁损增大而使铁芯发热等。 （三）分接开关故障 分接开关由于经常进行切换操作，很容易出现各种故障。分接开关常见的故障有：无载分接开关上分接头的相间绝缘距离不足且绝缘材料上堆积油泥时，若受潮，在过电压下将发生相间短路故障；有载分接开关若触头接触不良或因锈蚀使电阻增大，绝缘支架上的紧固金属螺栓接地断裂造成悬浮放电，如果密封不严使雨水侵入而使得绝缘性能降低。 （四）油和油纸绝缘故障 变压器内绝缘的主要绝缘材料是变压器油和绝缘纸、纸板、本块等主要成分为纤维素的固体绝缘材料，这些绝缘材料受环境的影响将发生老化，分解出大量的纤维素，一旦这些纤维素在变压器受潮后，如有少量水分进入油中容易形成小桥连接，丧失绝缘强度，造成绝 缘故障。 （五）油流带静电故障 变压器油与固体绝缘界面上很容易产生正负电荷，当某处电荷积累密集达到一定的场强时，将会使固体绝缘受损伤，并最终导致绝缘故障。 （六）引线故障 引线是变压器内部绕组出线与外部接线的中间环接，其接头是通过焊接而成，因而焊接质量直接影响到引线的故障发生。主要故障模式有引线短路、引线断路、引线接触不良。引线短路如不及时处理会导致绕组相间短路，引线断路应使变压器立即停止运行，接触不良将会产生局部高温烧断引线而使变压器停运。 （七）套管故障 套管是变压器内部绕组与箱外联接引线的装置，套管密封不严会发生位移和开焊，雨水循着套管进入变压器内部，极易导致变压器绕组短路或相间短路。如果套管表面积垢严重或者套管上有裂纹，会造成绝缘套管闪络和爆炸，使变压器烧毁。 二、常用的诊断方法 由于变压器内部结构的复杂性，故障的形式也是多样的，要准确地判断出变压器的故障性质及故障发生部位非常困难，常用的变压器故障检测方法主要包括： （一）绝缘电阻试验 绝缘电阻试验能有效的检查出变压器绝缘整体受潮、部件表面受潮、脏污以及贯穿性的集中缺陷。 （二）泄漏电流试验 泄漏电流试验测量灵敏度较高，能有效地发现变压器套管密封不严进水、高压套管裂纹等其它试验不易发现的缺陷。 （三）介质损失角正切试验 介质损失角正切试验能发现变压器绝缘整体老化受潮和油质劣化的情况。由于变压器绝缘是由绝缘纸、绝缘油和瓷套管等构成的整体，由于表面泄漏电流的影响，