[发明专利]一种基于自适应遗传算法的油浸式变压器故障诊断方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种变压器故障诊断方法，属于电力技术领域。

背景技术

在电力系统中，电力变压器担负着电网间电压变化、电能转化的功能，是电力系统中最重要的设备之一。变压器在运行过程中的故障一方面会对设备本身造成损伤或损坏，对所带用户造成停电；另一方面也可能引发系统事故，其危害更大。随着计算机技术、智能技术和传感器技术的不断发展，各种智能故障诊断技术已经开始应用于电力变压器的故障诊断中，成为变压器故障诊断的一种方便、有效的重要手段。利用网络技术实现技术监督系统、通过对电力变压器等电气设备进行故障检测和分析诊断，从而准确、可靠地发现这些设备中潜在的故障，能有效地防止由此引起的重大电力事故，实现从现行的预防性检修方式向状态检修方式转变，对电力系统运行的安全可靠性和经济性都具有十分重要的意义。

如何及时发现和诊断变压器故障是电力部门所重视的课题，变压器油中溶解气体(DGA：Dissolved Gas Analysis)含量是发现变压器缺陷和潜伏性故障的有效手段，在故障发生前，各种气体的浓度随时间的变化是渐进的、有规律的，因此在对各气体浓度进行预测的基础上实现故障预测、诊断是可能的。

目前对于大型的电力变压器，几乎都是用油来绝缘和散热，其中的油与油中的固体有机绝缘材料在变压器运行时，会因为电、热、氧气以及局部电弧等多种因素的作用逐渐老化、裂解，据实验表明，随着热解温度升高，热解气体中各组分出现的顺序为：烷烃→烯烃→炔烃。受热时间越长，气体的相对量愈大，主要包括CH₄、C₂H₂、C₂H₄和C₂H₆等低分子烃类，以及CO、CO₂和H₂这七种气体，这些气体多数溶解在油中。当电力变压器内部存在潜伏性的局部过热或局部放电时，就会加快气体产生的速度。随着故障的进一步发展，裂解出来的气体形成气泡在油中经过对流和扩散作用，就会不断地溶解、增加。一般来说，对于不同性质的故障，绝缘物分解产生的气体组分不同；而对于同一性质的故障，由于程度不同，所产生的气体数量也不同。油中溶解气体的组分和含量在一定程度上反映出电力变压器绝缘老化或故障的程度，可以作为反映电力设备异常的特征量。关于变压器中油、纸绝缘体和电场热分解的关系可以见下表1所示：

表1变压器油、纸绝缘材料与电场热分解气体的关系

通过对运行中的电力变压器定期分析溶解于油中的气体组分和含量，就能够及早发现电力变压器内部存在的潜伏性故障，判断是否会危及其安全运行，根据所含气体的含量不同，大致可以将油浸式变压器的除正常外的故障种类分为以下六种：

1)一般过热：一般指无放电性的过热故障，故障会产生C₂H₄以及超过常量的C₂H₆、CH₄，一般无C₂H₂或很少，这一类型一般发展缓慢，称为一般过热故障。

2)严重过热：一般温度超过800℃以上时，会产生少量C₂H₂，但其最大含量不超过C₂H₄的10％，且CO、CO₂较高，CO/CO₂比值越大，过热温度越高。

3)局部放电：这种故障对电流互感器和电容套管的故障比例较大，由于设备受潮、制造工艺差或维护不当，都会造成放电，它产生的主要特征气体H₂，其次是CH₄，当放电能量较高时，会产生少量C₂H₂。

4)火花放电：低能量放电一般指火花放电，是一种间歇性的放电故障，在变压器、互感器、套管中均有发生。火花放电产生的主要气体成分是C₂H₂和H₂，但由于故障能量较小，总烃含量一般不高。