通過對現行檢修檢測體制方法優缺點對比，分析了開拓應用變壓器類電力設備狀態監測和故障診斷技術的意義，研究了現在變壓器檢測與故障診斷技術，并對該技術現今發展存在的問題和發展前景進行了介紹。隨著電力負荷逐漸增大，電力系統穩定性要求日益增高，變壓器類電氣設備的狀態監測和故障診斷技術日益受到普遍關注，越來越多的研究、生產部門正在積極開發和應用該技術，目前已有全面推廣之勢。在這種情況下，全面、客觀、深入的認識該技術，了解其目前技術狀態，比較、認識其和現行預防性檢修體系的優劣性及關系，對于正確開發應用和推廣這一新技術及更好保障電力生產的可靠安全性將具有一定意義。

　　1.狀態監測和故障診斷技術的重要性

　　變壓器是連接發、輸、配電環節的重要電力設備。隨著經濟的發展，電力負荷和電壓等級的增大，變壓器的運行可靠與否對電力系統的穩定影響更加明顯。變壓器在運行時，受到電、熱、機械、環境等各種因素的影響，其性能會逐漸劣化，運行狀態變差，可能導致發生各類故障。

　　為了盡量減少和避免故障的發生，長期以來電力系統的傳統做法是不斷地研究、總結，實施各種有效的定期預防性試驗、檢修等方式。與遇到事故維修相比，這種預防性試驗、檢修方式有著本質的進步。但是，定期計劃檢修存在著盲目性，且預防性試驗大多是離線進行的，試驗時需停機、停電，造成經濟損失。對于一些重要的設備，不能輕易停運，使得定期試驗難以完成。即使能夠停運待檢設備，也往往因運行中與停運后變壓器狀態差異，試驗結果會有偏差。另一方面，檢查維修可能會造成維修過度，對變壓器性能有所損傷。

　　2.變壓器的狀態監測和故障診斷

　　變壓器的故障診斷技術從以時間為基準的方式轉變到以狀態為基準的方式，其內容包括狀態監測與故障診斷兩個方面：前者通過提取故障的特征信號為狀態維修提供檢修依據，后者則分析、處理所采集的狀態信息。變壓器的在線監測技術研究大致包括以下內容：（1）故障機理分析；（2）在線監測手段；（3）監測信息的傳遞、處理和存儲；（4）故障特征量的提取；（5）故障診斷的方法和理論分析。

　　電力工業主要采用充油式變壓器，在某些特殊場合也采用干式變壓器或者六氟化硫變壓器。目前國內外對于變壓器的狀態監測，多采用局部放電監測和超聲定位技術、紅外技術、微水分析技術。對于變壓器的高壓套管，通常采用介質損耗因數的數字化在線測量技術。對于故障較多的有載調壓開關，采用有載故障診斷在線裝置測量觸點磨損及機械和電氣回路等。除此之外，油溫、線匝繞組溫度、負載電流及電壓、冷卻泵風扇運行等參數也在監測之列變壓器狀態監測。涉及到的變壓器主體部件為：磁路繞組及固定絕緣液體的絕緣，氣體絕緣和冷卻系統。擬診斷故障為：過熱行故障、放電性故障、過熱兼放電故障、機械故障和進水受潮等。常用的局部放電監測與診斷，多采用電脈沖信號發生法和超聲法，對電信號和聲信號聯合檢測去的理想的定量和定位效果，根據視在放電量、分布圖譜和放電源的定位來判斷故障。油中溶解氣體組分含量的分析（DGA），首先依據溶解平衡原理采用各種不同原理脫氣，方法如：真空、滲透膜、氣體洗脫等，將油中氣體脫出，再用分離柱進行分離，再經檢測器監測（如TCD、FID等），或各種原理的傳感器對不同組分氣體進行監測，后依據國內外通用的組分比值法或多維圖視法，結合電氣試驗和離線定期試驗結果，綜合分析診斷出潛伏性故障。近期還發展了復合滲透膜電化學/燃料電池紅外監測等技術進行油中溶解氣體組分含量的分析。由于DGA分析判斷的準確性已被國內外所認可，該技術成為各國研究的熱點。

　　3.在線監測與故障診斷技術研究存在的問題

　　狀態監測、故障診斷技術雖然有其不可替代的優勢，但在目前情況下，尚存在很多不足和問題需要解決。已經安裝投運狀態監測系統的單位，決不可，不再有安全憂患。由于變壓器有復雜的結構系統，運行參數間并非全部有嚴格的邏輯和定量關系，其故障現象、故障原理之間具有很大的不確定性，一個故障可表現出多種征兆，監測到的幾個故障起因，同時反應一個故障征兆，故障與征兆之間關系模糊復雜，*用建立的數學模型來診斷是十分困難的。這種復雜的系統都是模糊的系統。而模糊系統的邊界、結構等概念的外延是模糊的，內涵是灰色的。也就是說，此系統中，一些信息是確知的，另一些是非確知的，因此，需要采用將性向模糊性逼近的模糊集的數學方法來處理這些模糊現象，并將人工神經網絡系統也注入，才能對變壓器故障診斷這一復雜系統，找出合適的描述方法。同時還要模擬技術專家在進行故障診斷時的經驗及將經驗、規劃模型化，以計算機替代專家，并以遠程通信方式進行傳輸。除此之外，復雜的現場環境也給狀態監測和故障診斷技術的應用帶來困難。到目前，狀態監測和故障診斷技術尚存在以下不足和問題：

　　（1）受技術條件限制，目前發展較成熟的僅有局放定位儀和部分組分含量的在線色譜儀，而其他反應設備狀態的項目尚無成熟監測。因此，在故障診斷中，很多需采集的信息還必須依賴于離線監測。

　　（2）早期故障的監測信號極弱，設備運行現場均有較強的磁場和電場干擾，信噪比很低，給狀態監測帶來困難。

　　（3）現有的一些監測系統，只能反映設備故障的發展趨勢，很難提供設備故障的類型及故障的危急程度。滲透膜存在滲透率衰減，軟件不能適應個案的分析、判定。

　　（4）現行規程中沒有狀態監測的技術要求和指標，使故障診斷中缺乏科學的判據。

　　（5）現有的監測、診斷系統尚不能*實現連續不斷實時監測，所以對突發性故障不能準確、及時預報

　　綜上所述，變壓器類的電氣設備的狀態監測和故障診斷技術，可以更迅速、連續反映設備的運行狀態，預示運行設備存在的潛伏性故障，提出處理措施，不同程度地延長設備的服役期，減免不必要的維修干擾，大大降低運行成本，易實行自動化和科學化設備管理，是保障電力設備安全經濟運行的有力措施，應大力推廣，實施狀態監視和故障診斷為不可逆轉的發展趨勢。威斯特小編敬上

傳統方式對變壓器進行檢修過程中存在周期、費用、技術方面的問題，進而出現變壓器的擊穿、過熱和短路等故障，必須對此進行研究，以變壓器狀態檢修技術為中心，摸索并探討出變壓器狀態檢修各環節和技術的要點，使變壓器檢查和維修方式得到根本地轉變，在技術、制度、體系方面確保變壓器穩定運行，更好地為電力生產、轉化和傳輸發揮出應有的功能。傳統的變壓器檢修存在種種弊端，導致變壓器難于以可靠的檢驗和維護工作實現經濟性運行，特別容易因疏漏和過檢出現變壓器受潮、過熱和短路，嚴重影響變壓器的功能。當前檢修工作推行狀態檢修技術，狀態檢修有利于克服傳統檢修方法的不足，以在線檢測和壽命評估的方式有效應對變壓器各部件檢修方向的差異性，是使得推廣的電力設施檢測和維護技術。

傳統檢修技術有多種，這是變壓器檢修工作出發點的不同而形成的，有的檢修工作側重預防，因此就有預防性檢修；有的側重于周期性檢修，因此就存在定期檢修的方式；有的檢修側重于故障處理，因此就有事故檢修的種類；有的檢修側重于檢查和巡視，因此有了巡視檢查型檢修，各種檢修側重點不同，方法千差萬別，難于形成有機的整體，不利于推廣，更不利于對變壓器故障和隱患的及時排除，還不利于電力網絡穩定地運行。

　　2.2 傳統變壓器檢修技術問題多樣

　　傳統的檢修技術都存在自身的優點，但同時也有自身不可回避的缺點，例如：定期檢修會造成周期和壽命長的部件出現過檢；預防性檢修不利于控制變壓器維護的經濟成本；事故檢修屬于被動檢修，不具有預防和先期干預的主動性；巡視檢查型檢修會受到巡視方式和檢查設備的影響，而出現各種問題和隱患。并且傳統變壓器檢修技術和方式中對檢修人員的技術能力和素質有著比較高的要求，如果出現技術不達標和操作不規范將會造成變壓器損壞、電網安全事故。

　　變壓器故障的種類及原因

　　3.1 變壓器絕緣部位擊穿故障

　　產生變壓器絕緣部位擊穿故障的主要原因來自于三個方面：受潮、異物、雷擊，當變壓器套管、儲油柜、防爆筒內有積水的時候，會降低變壓器絕緣體抗擊穿的強度，進而產生局部短路；當變壓器內部殘留導電體、粉塵、雜質等異物時，會在正常的電壓下產生放電或磨損問題，進而將絕緣體擊穿；當變壓器遭受雷電的突然襲擊，較大的電流會引起變壓器薄弱的絕緣部位產生擊穿，造成短路。

　　3.2 變壓器過熱故障

　　變壓器過熱一般是因異常電流而引起的，根據經驗渦流、環流、電阻增加、散熱受阻等原因都會產生變壓器過熱，如果過熱不能有效處理將會影響變壓器正常的工作和性能，持續發展會產生電力網絡安全問題，并伴有變壓器火災的發生。

　　3.3 變壓器短路事故

　　變壓器在運行中受到器件老化、震動、環境劇變等方面的影響會在單項接地、兩相對地、兩相間、三相間會產生短路的事故，其中zui嚴重的種類為出口處短路，這會嚴重影響變壓器的安全，處置不當或不及時則會造成重大的電網安全事故。

　　變壓器狀態檢修技術的要點

　　4.1 變壓器狀態檢修技術的主要內容

　　4.1.1 變壓器壽命的評估

　　變壓器壽命評估是狀態檢測技術的重要內容，也是今后檢測工作的重點，對于判斷變壓器工作狀態，綜合分析變壓器性能，確定變壓器檢修工作內容有著直接的作用和影響。

　　4.1.2 變壓器在線檢測技術

　　變壓器在線檢測技術包括局部放電在線監測、變壓器油氣在線分析、紅外測溫技術。做好變壓器在線檢測工作需要對變壓器組件采用區別對待和重點檢驗的方式，這樣有利于提高變壓器在線檢測技術應用的有效性和可靠性。

　　4.2變壓器狀態檢修技術的主要策略

　　4.2.1 日常檢查策略

　　變壓器狀態檢測工作要基于日常的巡視和檢查工作，要將重點放在分析變壓器的狀態是否良好。如果有問題，是什么樣的問題，應采用什么樣的技術和方法加以解決。

　　4.2.2 預防性策略

　　有人認為有些試驗應盡量少做，會不利于設備的安全運行[1]。要看到預防性試驗是不會對變壓器的絕緣造成傷害的。有些試驗方法、手段是非常有效的，如變壓器油的色譜分析。在變壓器運行中，對變壓器絕緣油中所含氣體進行分析。通過其所含氣體的成分就能夠分析出其存在哪些故障，從而使變壓器的一些早期故障被提前發現，然后通過總的數據分析判斷出變壓器是否堅持帶病運行還是停電檢修。

　　4.2.3針對性策略

　　變壓器所在系統是否發生過短路故障、接地故障、是否受到過過電流、過電壓的沖擊，而出口或近區短路是誘發變壓器短路損壞事故的首要原因。這對變壓器來說也是非常重要的環節，具體問題要具體分析。如果變壓器的短路繞組線圈在外側，發生變形的可能性就比較大。如果變壓器不方便停電，就要加強色譜分析試驗并縮短周期，一旦有停電檢修的機會，中型變壓器應吊罩檢查，大型變壓器應放油后進入變壓器罩內檢查。中型變壓器繞組發生變形的可能性非常大。如果變壓器的短路繞組線圈在內側，變壓器繞組發生變形的可能性不大，在停電檢修時應該做變形試驗進行確定。

　　4.2.4 溝通策略

　　做好變壓器狀態檢修工作必須與變壓器廠家進行及時、有效的溝通。了解所用變壓器型式在其他單位的運用情況，應對可能出現的問題，應及早做好變壓器大修的技術和物資準備。

　　4.3 變壓器狀態檢修應注意的主要問題

　　4.3.1 廣義上更新變壓器狀態檢修的管理思想

　　變壓器狀態檢修技術人員技術素質有待提高。現有運行檢修人員還不*具備實施狀態檢修所需要的較全面的技術知識，對狀態信息的收集方法，尚不熟悉。數據資料缺乏。尤其是缺乏全國范圍的同類型設備及部件的可靠性統計數據。

　　4.3.2 細節上強化變壓器狀態檢修的技術

　　變壓器狀態檢測技術還應該不斷發展，在變壓器狀態監測與故障診斷技術等方面還需要提高和*，現實中應該在故障的診斷的正確率、系統的穩定性等方面下功夫，力爭有技術上的突破。綜上所述，變壓器檢修工作需要以狀態檢修技術取代傳統的檢修方式，這樣不但可以提高人、財、物的利用效率，而且可以降低變壓器檢修的風險，還可以提高變壓器安全的水平，更可以形成變壓器狀態的全面、動態的數據庫，以便更高的管理層和技術部門及時掌握。當前，行業應該在管理思想更新和狀態檢修技術運用上下功夫，提高狀態檢修工作科技和管理含量，實現變壓器真正的狀態檢修，確保變壓器性能穩定和安全。