國內外都在進行變壓器離線或在線故障診斷的研究,一般都是在變壓器發生故障后,去發現故障并判斷故障的性質和嚴重程度。而對于運行中的變壓器,或許有缺陷,如何正確診斷其當前狀態,從而做到科學合理的安排檢修,這方面的問題還需要深入的研究,并且從變壓器的狀態維修來講,變壓器準確的狀態評估與診斷是變壓器實現狀態維修的基礎,所以對變壓器進行故障診斷很重要。變壓器故障診斷一般包含以下幾點:
(1)建立變壓器狀態信息數據庫。表征變壓器狀態的各類數據很多,從大的方面可以分為兩大類:一類是“靜態數據”,另一類是“動態數據”。靜態數據描述了變壓器的固有特性,比如生產廠家、出廠試驗數據、銘牌數據等;動態數據描述了變壓器的實時狀態,比如定期預防性試驗數據、在線監測得到的各種數據等。在對變壓器進行狀態分析時,每一類數據又有相應的分析和判斷標準,同一類數據一般還要進行橫向比較(檢驗個體之間是否存在顯著差異),縱向比較(檢驗狀態信息的劣化趨勢),每一類數據還要同標準比較等。如果一并考慮缺陷、不良工況等情況,可以想象,這么多的數據只靠人工是不太可能解決的,所以有必要建立變壓器狀態信息數據庫,其主要任務是對變壓器的各種數據信息進行管理,建立完善的變壓器數據體系,以供變壓器狀態診斷和評估使用。變壓器狀態信息數據庫應該包括以下幾個模塊:①基本資料模塊,該模塊存儲管理變壓器的所有基本資料數據,包括基本資料的錄入、查詢、修改、刪除圖像文件的掃描、存儲、備份等。基本資料包括變壓器的主體銘牌;變壓器的組件及其結構;變壓器的出廠試驗;同類變壓器的故障信息和維修經驗;國家、行業、公司等的有關標準、規程和規定等相關資料。②運行數據模塊,該模塊存儲管理變壓器的所有運行參數數據,包括保護、測量、冷卻裝置數據;一般運行條件數據,日常巡視檢查數據:異常運行和故障分析數據等。③檢修數據模塊,該模塊存儲管理變壓器的檢修及預防性試驗數據,主要包括變壓器各器件檢修數據,變壓器組件檢修數據,預防性試驗數據等。④在線監測數據模塊,該模塊存儲管理變壓器在線監測數據,主要包括變壓器局部放電實時數據,變壓器局部過熱實時數據,變壓器套管電容及介質損耗角實時數據,有載開關動作特性實時數據,變壓器油色譜分析數據,變壓器繞組電抗在線監測數據等。⑤維修流程管理模塊,該模塊存儲變壓器維修管理數據,包括變電站人員、設備數據,變壓器各種故障的維修方法數據等。
(2)基于變壓器短路電抗值的變壓器故障診斷。利用變壓器繞組變形在線監測方法所取得的數據進行處理,得出變壓器的故障征兆和繞組狀態的初步結論。把在線測量得到的數據與規程比、與歷史比,與同類變壓器比,同時考慮當前系統運行的狀況,將這些知識保存在專家系統的規則庫中。通過這種方法得到的數據,并不能準確地說明變壓器當前的狀態,需要同標準值、歷史數據進行比較,才有可能得到變壓器的運行狀態。通過對變壓器繞組短路電抗值進行在線測量,方法簡單,易于實現,有時可直接判斷故障情況,但更多時候給的結論不夠清晰,或結論比較片面。基于短路電抗值進行變壓器繞組變形狀態診斷的過程為:①在線數據采集,即通過在線監測采集到計算繞組電抗值所需要的電壓電流值;②參數計算,即通過采集到的相關數據計算出繞組的電抗值;③數據比較,即把試驗數據與規程規定的標準數據比較,與變壓器原始數據及歷史數據進行比較;④得出結論,即通過前面的分析計算得出變壓器繞組變形狀況,由于只從繞組短路電抗值的計算結果進行比較得到的結論較單一,其準確性有待進一步驗證,可以用來做一些輔助性的參考。