基于DGA的变压器绝缘故障判断

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基于dga技术的变压器故障在线监测方法研究

摘要基于DGA技术的变压器故障在线监测方法研究电力变压器作为电力系统的枢纽设备之一，它的稳定运行与否直接关系电力系统的供电可靠性。

变压器油中溶解气体离线分析不需要设备停电，是迄今为止设备状态检修工作中较为有效的故障诊断方法。

在线监测是离线分析的一种补充形式，能够克服常规离线油色谱试验干扰因素多、数据及时有效性欠缺等弊端，真正实现了在变压器运行状况的实时分析，并进行色谱数据在线传输。

通过在线装置可以做到缩短特征气体监测周期，在设备故障初期及时发现异常并报警，在跟踪设备的潜伏性故障时减少人工成本，利用较高的数据采集量进行智能化故障诊断，使分析结果的可靠性大大增强。

本文结合工作实际探讨了基于DGA技术的在线监测手段在变压器故障诊断工作中的现实意义，同时介绍了现阶段在线监测技术在国内外发展情况及主要厂家的产品水平。

论述了油中气体的产生机理和变压器几种典型故障，重点分析了基于DGA技术的故障诊断步骤，确定采用将多种分析方法结合综合诊断电力变压器故障。

随后对长春地区电力系统变压器油色谱在线监测装置安装应用情况进行阐述，介绍了基于指标加权法的在线监测装置评估与选择方法，采用此方法对目前安装在系统内各个厂家的在线装置性能进行对比分析，并利用河南中分生产的基于DGA技术的中分800装置提供的在线监测数据，准确分析设备故障类型和严重程度，用事实证明，中分变压器油色谱在线监测装置运行稳定，提供的数据可信程度高，能够实现对各地区变压器的运行状况的实时监测，真正提升变压器技术管理水平。

关键词：变压器；在线监测；色谱试验；故障诊断AbstractResearch on On-line Monitoring Methodof Transformer Faultsbased on DGA TechnologyPower transformer is one of the pivotal equipment of power system.Its stable operation directed related to the power supply reliability of power system.The off-line analysis of dissolving gas in transformer oil is widely used in transformer state overhaul,which is an effective method to diagnose transformer fault diagnosis so far.On-line monitoring is a complementary form of off-line analysis,can overcome many disadvantages of conventional off-line oil chromatography test,such as,there are many interference factors,lack of timely data and lack of validity,truly realized the real-time control and fault diagnosis of transformer running status,and transmission of chromatographic data online.Through online device can shorten the cycle characteristics of gas monitoring,timely find the exception and alarm at the beginning of equipment failure,reduce labor costs when tracking equipment in latent failure,use high amount of data acquisition for intelligent fault diagnosis,greatly enhance the reliability of analysis results.This paper discusses the practical significance of online monitoring method based on DGA technology in transformer fault diagnosis work,and introduces the development situation of online monitoring technology at home and abroad and the product level of major manufacturers at present.It also describes the mechanism of the gas in the oil and the typical failures of the transformer,and it focuses on the malfunction diagnostic procedures based on the DGA technique,and it is determined to use various methods of analysis to synthesize the power transformer failure.Then, the installation and application of the on-line monitoring device of transformer oil chromatography in changchun area were discussed,an index weighting method for evaluating and selecting online monitoring devices is introduced,this method is used to compare the performance of the on-line device installed in the system.With the online monitoring data provided by henan zhongfen800device based on DGAtechnology,the fault type and severity of the equipment are analyzed accurately,and it is proved by the fact that the on-line monitoring device of the transformer oil chromatographic system is stable and the data is reliable,which can realize real-time monitoring of the operation status of transformer in various regions and improve the management level of transformer technology.Key words:Transformer;Online monitoring;Chromatographic test;Fault diagnosis目录第1章绪论 (1)1.1论文研究的目的及意义 (1)1.2国内外研究现状及存在的问题 (2)1.3论文主要研究内容及基本框架 (4)第2章基于DGA技术的变压器故障诊断方法 (6)2.1变压器内部产气机理 (6)2.1.1变压器油的分解 (6)2.1.2固体绝缘材料的分解 (7)2.1.3气体的其他来源 (7)2.2变压器的典型故障 (8)2.2.1变压器热性故障 (8)2.2.2变压器电性故障 (8)2.2.3变压器受潮 (9)2.2.4变压器其他故障 (10)2.3基于DGA技术的变压器故障诊断方法 (10)2.3.1判断设备有无故障的方法 (11)2.3.2判断设备故障类型的方法 (14)2.4本章小结 (19)第3章基于指标加权法的在线监测装置评估与选择 (20)3.1油中溶解气体在线监测装置运行评价 (20)3.1.1装置在线率 (20)3.1.2误差合格率 (21)3.1.3趋势合格率 (22)3.1.4指标加权分析法 (23)3.2长春地区变压器油中溶解气体在线监测装置安装情况 (24)3.3总体运行情况分析 (26)3.4本章小结 (29)第4章河南中分800在线监测系统测试分析与应用实例 (30)4.1中分在线监测系统概述 (30)4.1.1系统组成及工作流程 (30)4.1.2系统数据查询及应用分析 (31)4.2在线监测装置数据应用实例 (35)4.2.1案例分析1 (35)4.2.2案例分析2 (38)4.3本章小结 (40)第5章结论与展望 (41)5.1全文总结 (41)5.2研究展望 (41)参考文献 (43)作者简介 (46)致谢 (47)第1章绪论1.1论文研究的目的及意义近年来，随着国家电网大力发展特高压技术和智能电网，中国的电力技术水平和电力网络规模已然成为全球电力网络的排头兵。

分析电力变压器绝缘故障综合诊断方法108

分析电力变压器绝缘故障综合诊断方法摘要：现阶段，我国经济发展速度不断加快，能源消耗能量不断提升，特别是电力能源消耗持续上涨。

为了满足社会经济发展、人们生活对电力能源应用的实际需求，越来越多的电力工程投入建设。

变压器设备是电力能源输送过程中的关键设备，可以对输电电压进行有效调节，对保证电网运行安全、稳定有着积极影响。

但对电力变压器设备运行进行深入调查发现，运行过程中经常会出现绝缘故障问题，使电力变压器设备作用发挥受到了限制。

本文就是对电力变压器绝缘故障综合化诊断方法进行深入分析，希望对相关人员有所启示。

关键词：电力变压器；绝缘故障；综合诊断；方法引言：电力变压器是电力系统中不可缺少的重要设备，在实际运行中需要对设备绝缘情况进行全面化的检测，从而了解设备运行中可能存在的不良问题，将电力变压器设备的重要作用良好展现出来。

电力变压器绝缘故障综合诊断方法提出后，受到了众多技术人员青睐，并且将其应用于工作实践中去，取得了非常可观成效。

这种诊断方法弥补了传统诊断方法存在的不足之处，对促进电力设备诊断技术改革有着积极影响。

下面就对相关内容进行详细阐述。

一、电力变压器设备绝缘故障诊断的重要性分析目前，我国电力系统电压等级不断提升，进行大规模电网建设与增强电网运行的智能化、现代化，已经成为电网现阶段发展的主要目标。

每一年众多数量的变电站都会投入建设或进行改造，电力行业的快速发展使得电气设备接入数量也在逐渐上涨。

为了保障电网可以长期处于健康运行状态，需要对众多设备的实际运行状态进行检测，其中，对电力变压器设备绝缘故障诊断重视程度也在逐渐提高。

电力变压器是电网中非常重要的电气设备，通过以往故障案例可以了解到，变压器设备运行中常有故障问题发生，对电网运行安全造成了较深影响，严重时会导致大范围停电情况发生。

而且，电力变压器设备故障问题排除难度性也要高于其它电力设备。

在我国较多变电站中电力变压器应用了较长时间，变压器接近了使用规定年限，设备老化情况较为严重。

电力变压器绝缘故障的分析与诊断_1

电力变压器绝缘故障的分析与诊断现在，国内的电力体系的作战策略是把西部地区的电向东输送、南北方的电相互供应、全国连接的状态，电力变压设备是电力设备中最为关键的设备，其正常安全工作对于整个电网的运行来讲都有着很关键的作用。

电力变压设备中的绝缘材料大多是绝缘油以及绝缘纸，在长久的工作中，这些绝缘材料肯定会受到不同程度的老化，进而会导致电力变压设备事故的发生，根据调查资料显示，很多电力变压设备事故都是因为绝缘而产生的，文章主要针对这种现象进行了讨论，针对相关的绝缘事故判断措施展开了研究。

标签：电力变压器；绝缘故障；故障诊断1 变压器故障诊断概述伴随着输电电压级别的持续提升，变压设备的含量以及电压级别也随之有所提升，对变压设备的安全稳定性要求也越来越高。

为了保证变压设备能够安全稳定的工作，对变压设备的事故判断就显得十分重要。

实践表明，变压设备的事故很多都是因为绝缘物质造成的，经过变压设备的绝缘事故判断，可以及时精准的清楚变压设备中潜在的危险，进而避免重大事故的出现，对电力体系的正常安全工作有着关键的作用。

2 电力变压器故障诊断的意义最近几年，国内的电力体系电压级别的持续提升，现在最根本的工作就是完成电网以及电网智能化，一年内进行改革亦或是开发建立新变电所差不多有一千多座，电力工业的飞速前进带领着更多的电力电器的发展，为了能够确保电力体系的正常工作，要对每一个项目状态都要进行监督检测，对于电器绝缘状态的判断也一定要多加注意。

发电设备单机的能量越来越高，电力变压设备在电压级别上也随之有所增加，这对稳定性的要求也随之提升，我们都清楚，电力变压设备在各个类型的电器中都很关键的作用，根据调查得知，电力变压设备发生事故的次数也是最多，对电力体系的正常安全运行有着影响，假如电力变压设备不能够正常工作，整个电网就瘫痪不能工作，并且维修难度高。

在国内许多的变电所中的电力变压设备已经到了要更换的年限，但因为资金的原因，还是在使用着应该更换掉的设备，仍在继续作业，这些差不多将近报废的设备，其绝缘性也几乎起不到任何绝缘效果，发生事故率的危险性极高。

变压器故障分析及诊断技术研究

变压器故障分析及诊断技术研究摘要：电力需求量推动着我国电网建设规模的发展，大容量、超高压已经成为如今电力系统的发展方向。

变压器是电网中不可或缺的一部分，其具有电压变换、电气隔离、稳压及电能传输的作用，因此，它的正常运行将会保证电力系统安全、稳定、优质、可靠的运行。

在变压器长期运行的过程中，发生故障在所难免，因此对于变压器潜伏性的故障要及时预测，从而确保电力系统的安全运行。

关键词：变压器；故障分析；故障诊断技术1引言随着工业发展的加快与人口增长直线上升，我国的用电需求也在不断的提高，所以对同阶段配备的电力设备的要求也越来越高，变压器发生故障的可能性也越来越大；为了保证工业发展和人们的日常生活，我们必须不断的深入研究，对变压器进行故障分析进行汇总，并根据相应的故障进行诊断研究。

2变压器常见故障形成2.1 短路故障此处所说的短路故障指的是在变压器出口处由于各种原因而发生的短路，下面会进行具体论述。

（1）短路电流引起绝缘过热故障变压器在正常运行过程中，如果突然出现了短路问题，绕组中会流过很大的短路电流，其值约为额定值的数十倍，随后会散发很多热量，使变压器温度升高。

如果此时变压器的性能不够稳定的话，变压器的绝缘材料就会受到影响，轻则影响绝缘性能，重则发生击穿事故。

单相接地短路、两相接地短路、两相短路和三相短路都是如今较常见的出口短路形式，其中，三相短路的短路电流是最大。

（2）短路电动力引起绕组变形故障变压器在运行中发生短路时，如果短路电流很小，电力系统中的继电保护装置便会正确动作从而保护电路，此时绕组会发生轻微的形变；相反的，短路电流很大的话继电保护不能立即动作，此时绕组会严重变形，甚至有所损坏。

绕组发生轻微变形时，需要及时进行检修，不然的话，受短路电流长期影响，在一次又一次的冲击下也会损坏变压器。

因此，为了提高变压器抗短路能力，需要诊断绕组变形程度、制订合理的变压器检修周期。

2.2放电故障发生放电故障时，放电的能量大小会有所不同，所以便有了局部放电、火花放电和高能量放电。

基于SVM算法的变压器DGA和故障诊断

基于SVM算法的变压器DGA和故障诊断作者：陆敏安任堂正肖远兵陈敬德崔明飞来源：《机电信息》2020年第21期摘要：油中溶解气体分析（DGA）是评估变压器运行状态和故障诊断的重要指标。

现将支持向量机算法（SVM）应用于DGA和故障诊断中，并对比了SVM算法和其他传统算法在故障诊断中的正确率。

研究结果表明，传统算法的故障诊断正确率在43%～54%，而优化后的SVM算法正确率为76.77%。

超过23%的正确率提升充分证明了SVM算法在故障数据特征识别中的先进性，对变压器运维提供了强力的技术支持。

关键词：变压器;支持向量机;油中溶解气体分析;故障诊断0 引言准确评估变压器运行状态对提升电网可靠性、制定运维检修策略及消除事故隐患具有重要意义。

油中溶解气体分析（DGA）是反映变压器运行状态的重要指标[1]。

传统的DGA方法主要使用IEC 60599提出的三比值法[2]，国内的科研人员也提出了《变压器油中溶解气体分析和判断导则》（DL/T 722—2014）用以正确评估变压器油的质量和设备运行状况[3]。

传统分析方法虽然有国内外电工委员会的支持，但固定的阈值边界无法保证正确率[4-5]。

近年来，专家系统、模糊理论和灰色关联性理论等方法逐渐被应用于DGA[6-7]。

相比于传统的DGA方法，这些评估理论体系的确提升了故障识别的正确率，但是这些有限的提高依托于丰富的机理知识储备，推理过程中的逻辑也不够缜密，从而导致应用门槛较高。

更先进的智能算法也被尝试用于DGA，例如BP神经网络，但是网络收敛速度慢，容易过拟合，并且在数据量较少时无法保证正确率的缺点也阻碍了它的进一步应用与推广[8]。

基于对过往发表论文的研究，为了显著提升基于DGA的故障诊断的正确率，需要使用有坚实理论基础并且适用于小样本的机器学习算法。

本文将介绍支持向量机算法（SVM）在DGA中的应用。

第一节首先介绍SVM算法的原理;第二节则验证SVM在DGA故障诊断中的正确率，并将其与传统算法进行对比;第三节对文章成果进行了总结。

电力变压器绝缘故障的分析与诊断

电力变压器绝缘故障的分析与诊断电力变压器绝缘故障的分析与诊断摘要随着输电电压等级的不断提高，变压器的容量和电压等级也相应升高，对变压器可靠性的要求也更高。

为了确保变压器的安全运行，进行变压器的故障诊断异常重要。

本文首先介绍了变压器绝缘材料的化学组成及故障产生的原因，然后分析了油纸绝缘材料分解产气的机理，最后阐述了变压器故障类型与油中气体含量的关系、故障诊断步骤和故障诊断方法判断。

关键词电力变压器；绝缘故障；故障诊断1变压器故障诊断概述随着输电电压等级的不断提高，变压器的容量和电压等级也相应升高，对变压器可靠性的要求也更高。

为了确保变压器的安全运行，进行变压器的故障诊断异常重要。

事实证明，变压器的故障大多数是绝缘故障，通过变压器的绝缘故障诊断，能够及时准确地发现变压器中潜在性故障，从而有效预防引起重大安全事故，对电力系统的安全可靠运行具有十分重要的意义。

2变压器绝缘材料的化学组成及故障产生的原因变压器通常由结构材料、导电材料、绝缘材料和导磁材料组成，不同类型的电力变压器其绝缘材料的组成也不同，例如油浸式变压器的绝缘材料由绝缘纸和绝缘油构成。

在变压器的运行过程中，受到各种因素的影响（例如环境、机械、电、热等），绝缘材料会逐渐劣化从而导致变压器故障，实践证明，变压器85%的故障因素都是由变压器绝缘系统引起的。

目前变压器中应用最广泛的是干式树脂变压器和油浸变压器，绝缘材料的性能决定了变压器的使用寿命，变压器绝缘系统产生故障的原因主要有以下几个方面：1）变压器设计不合理，例如绝缘材料薄、油道窄，这样就会导致变压器投入不久就会产生故障；2）变压器相间绝缘裕度不够，容易产生相间短路故障；3）变压器内部的洁净度不高，金属杂质覆盖在变压器表面和变压器线圈之上，导致变压器运行过程中产生局部放电；4）绝缘管、绝缘筒和绝缘板凳绝缘成型件在制造过程中受到污染，导致局部放电，降低了绝缘件的绝缘效果；5）变压器油箱的密封效果不好，当水分进入变压器内部时，变压器的局部绝缘强度降低，从而导致线圈对油箱的击穿；6）变压器长时间负荷运行导致变压器油老化。

变压器油中溶解气体分析与故障诊断

变压器油中溶解气体分析与故障诊断摘要:在电力系统的各种电气设备中,变压器是其重要的组成部分。

采用油中溶解气体分析(DGA)技术对变压器故障进行早期故障诊断,可减少变压器不必要的事故停用,对保证电力系统安全可靠运行有较大的作用。

文章对变压器油中溶解气体的组分及故障诊断方法进行了分析讨论。

关键词:变压器;油中溶解气体;故障诊断变压器是电力系统中最重要的设备,用途非常广泛。

变压器内的绝缘油和有机绝缘材料随着运行时间的增加,在热和电的长期作用下会逐渐老化和分解,并产生极少量的气体,这些油中溶解气体包括氢气、甲烷、乙烯、乙烷、乙炔、一氧化碳和二氧化碳等。

但是,当变压器内部出现故障时,油中气体的含量就会发生很大的变化。

随着故障的发展,当产气量大于溶解量时,便有一部分气体以游离气体的形态释放出来。

实践证明,绝大多数的变压器初期缺陷都会出现早期迹象,因此,测量分析溶解于油中的气体含量就能尽早的发现变压器内部故障。

1油中溶解气体的成分分析变压器绝缘材料热分解所产生的可燃和非可燃性气体达20种左右。

因此,为了有利于变压器内部故障判断,选定必要的气体作为分析对象是很重要的。

目前国内外所分析的气体对象是不统一的,我国按DL/722-2000要求一般分析9种或8种气体,最少必须分析七种气体。

变压器中的故障特征气体种类为:O2、N2、H2、CH4、C2H6、C2H4、C2H2、CO、CO2。

以这九种气体作为分析对象的原因见如下:O2主要了解脱气程度和密封好坏;N2主要了解氮气饱和程度;H2主要了解热源温度或有没有局部放电;CO2主要了解固体绝缘老化或平均温度是否高;CO主要了解固体绝缘有无热分解;CH4、C2H6、C2H4三种气体主要了解热源温度;C2H2主要了解有无放电或高温热源。

2变压器内部常见故障与油中溶解气体的关系变压器内部常见故障可大致分为电性故障和热性故障两种。

油中溶解的气体可反映故障点引起的周围油、纸绝缘的电、热分解本质。

电力变压器绝缘故障分析方法

电力变压器绝缘故障分析方法电力变压器绝缘故障分析为了提高变压器故障诊断的水平，需要对变压器故障有一个系统的认识，这不仅有助于预防自然发生的故障，同时也有利于阻止人们可能引发故障的过失行为。

1 变压器故障的原因引起变压器故障的主要原因可归结为以下几个方面[65]：(1). 制造工艺存在缺陷：如设计不合理、材料质量低劣及加工不精细等。

(2). 缺乏良好的管理及维护：如检修后干燥处理不充分，安装不细心，反常的过渡过程或持续的操作，以及由于检测能力有限导致某些故障未能及时发现而继续发展，或故障设备修复不彻底等。

(3). 绝缘老化：变压器在正常运行中，由于长期受到热、电、机械应力以及环境因素的影响，会发生一些不可逆的变化过程，使绝缘老化，通常这一过程非常缓慢。

但当设备发生某些异常情况时，则会加速绝缘老化过程，迅速形成故障。

(4). 恶劣的环境和苛刻的运行条件，以及长期超过技术规定所允许的范围运行，往往是直接导致故障的起因。

不同运行条件导致的各种故障如表2-1所示。

表2-1运行条件引起的变压器故障2 变压器典型故障及演变2.1电力变压器绝缘故障树变压器从结构上看包括铁芯、一、二次绕组、引出端子和冷却系统，有时还带有辅助的外部冷却器及分接变换装置。

原则上讲，所有这些组、部件都有可能发生故障，但其发生的概率差异很大，为了保证分析的有效性，我们将研究的范围限制在较为常见的故障类型上。

变压器故障分析是其可靠性设计、制造、试验与运行的基础。

借助于故障树（Fault Tree）形式，可以将变压器故障直观地逐级划分为基本故障类型。

这不仅有利于对故障进行细致的分析，而且对于我们认清导致故障的原因，改进设计和制造工艺都是非常有帮助的。

本章参考江荣汉等对大型电力变压器故障进行的机辅分析结果[66]，建立了电力变压器故障树。

将威胁大型变压器安全运行需尽快安排检修的情况作为顶故障。

导致顶故障发生的中间级故障是按变压器主要组件故障划分的，变压器主故障树结构如图2-1所示。

基于DGA的数据驱动油浸式变压器故障诊断系统研究

基于DGA的数据驱动油浸式变压器故障诊断系统研究基于DGA的数据驱动油浸式变压器故障诊断系统研究摘要：油浸式变压器是电力系统中广泛应用的重要设备之一，对其故障的及时诊断对于确保电网的安全稳定运行具有重要意义。

基于Dissolved Gas Analysis（DGA）的数据驱动油浸式变压器故障诊断系统可以从变压器油中提取气体的信息，通过分析气体的特征，识别出变压器的潜在故障，并为设备的维修和保养提供指导。

本文旨在研究基于DGA的数据驱动油浸式变压器故障诊断系统的原理和方法。

首先，对油浸式变压器的故障机理及DGA原理进行了介绍，详细阐述了故障产生的原因和故障特征的解读。

然后，基于机器学习算法对提取的DGA数据进行了处理，通过建立故障模型来识别变压器的故障类型。

在建模过程中，采用了多种机器学习方法，包括决策树、支持向量机等，以提高系统的准确性和可靠性。

进一步，本文设计了一个基于DGA的数据驱动油浸式变压器故障诊断系统的实验平台，通过实时监测变压器DGA数据以及与变压器运行状态相关的参数，对系统进行检测和故障诊断。

实验结果表明，该系统在故障诊断方面具有良好的性能，能够准确地判断出变压器的潜在故障，并提供相应的处理建议。

最后，本文还对基于DGA的数据驱动油浸式变压器故障诊断系统的应用前景进行了展望。

在未来，随着技术的不断进步和数据采集手段的完善，DGA技术将更加普及和广泛应用于电力系统的变压器故障诊断领域。

同时，本文提出了一些改进和优化的方向，以提高系统的性能和可靠性。

关键词：油浸式变压器，Dissolved Gas Analysis，数据驱动，故障诊断，机器学习Abstract:Oil-immersed transformers are important equipment widely used in power systems. Timely fault diagnosisis of great significance for ensuring the safe and stable operation of the power grid. Based on the data-driven oil-immersed transformer fault diagnosis system using Dissolved Gas Analysis (DGA), gas information can be extracted from the transformer oil, and potential faults of the transformer can be identified by analyzing the characteristics of the gas, providing guidance for equipment maintenance and repair.This paper aims to study the principles and methods of the data-driven oil-immersed transformer fault diagnosis system based on DGA. Firstly, thefault mechanism of the oil-immersed transformer and the principle of DGA are introduced, and the causes of faults and interpretation of fault characteristics are elaborated. Then, the extracted DGA data is processed using machine learning algorithms, and fault models are established to identify the types of transformer faults. In the modeling process, various machine learning methods such as decision trees and support vector machines are used to improve the accuracy and reliability of the system.Furthermore, this paper designs an experimentalplatform for the data-driven oil-immersed transformer fault diagnosis system based on DGA. By real-time monitoring of transformer DGA data and parameters related to transformer operation status, the system can detect and diagnose faults. The experimental results show that the system has good performance in fault diagnosis, accurately identifying potential faults of the transformer and providing corresponding treatment recommendations.Finally, this paper provides an outlook on the application prospects of the data-driven oil-immersed transformer fault diagnosis system based on DGA. In the future, with continuous technological progress and improved data acquisition methods, DGA technology will become more popular and widely used in the field of transformer fault diagnosis in power systems. At the same time, this paper proposes some directions for improvement and optimization to improve the performance and reliability of the system.Keywords: oil-immersed transformer, Dissolved Gas Analysis, data-driven, fault diagnosis, machinelearnin综上所述，DGA技术在电力系统中的变压器故障诊断方面具有广阔的应用前景。

油浸式变压器DGA数据分析及其故障诊断研究

油浸式变压器DGA数据分析及其故障诊断研究油浸式变压器DGA数据分析及其故障诊断研究变压器是电力系统实现输、变电工程的枢纽设备,其运行状态直接影响着整个电力系统的安全、可靠和稳定。

然而变压器在长时间的运行过程中,由于绝缘老化等因素造成的各类故障是不可能完全避免的。

因此需通过诊断和检修尽早发现并排除变压器的早期潜伏性故障,从而降低事故原因造成的经济损失,提高电力系统的供电率,更方便人们的生产生活。

分析油浸式变压器的故障机理,可将其油中溶解气体的数据作为诊断的一个重要依据,并结合人工智能的方法,实现故障类型的诊断和预测。

本文的主要研究内容有以下几个方面：1、分析变压器油中溶解气体的产生机理与溶解过程,通过研究变压器内部主要故障类型与油中气体组分的对应关系,确定故障诊断研究中以H2、CH4、C2H6、C2H4、C2H2这5种特征气体的含量为参量。

采用模糊C-均值聚类算法将结论明确的102台次变压器故障样本进行聚类分析,分类准确率达到82.35%,为有效防止其陷入局部最优的情况,采用遗传算法和模拟退火算法对其搜索性能进行改进,用400个样本点验证改进后算法的性能,再运用SAGA-FCM算法对上述102个故障样本进行聚类分析,分类准确率较FCM算法高出4.9个百分点,并得出6个典型故障类型的聚类中心。

2、结合灰关联熵的理论基础建立变压器故障诊断模型,其中参考序列采用第二章中SAGA-FCM算法得到的6个典型故障类型的聚类中心,比较序列采用三比值法编码不全的8个故障样本,对这8个样本进行基于SAGA-FCM聚类中心的灰关联熵变压器故障诊断,8个样本全部正确。

而采用单一参考序列的灰关联熵法的诊断中有3个样本出现错误,发现以SAGA-FCM聚类中心为灰关联熵的参考序列,不仅增强了比较序列和参考序列的关联性,提高了故障诊断的准确率,就三比值编码不全的问题也得到很好的解决。

3、利用油中溶解气体随时间变化的历史数据样本,结合GM(1,1)预测模型和多项式回归预测模型对油中溶解气体的含量做出预测,为了稳定两模型对不同特征气体的预测精度,选用均方根误差对两个预测模型进行加权平均。

电力变压器的故障诊断分析

学号________________密级________________ 大学本科毕业论文电力变压器的故障诊断分析院〔系〕名称：专业名称：学生姓名：指导教师：二○一一年十月郑重申明本人呈交的学位论文，是在导师的指导下，独立进展研究工作所取得的成果，所有数据、图片资料真实可靠。

尽我所知，除文中已经注明引用的内容外，本学位论文的研究成果不包含他人享有著作权的内容。

对本论文所涉及的研究工作做出奉献的其他个人和集体，均已在文中以明确的方式标明。

本学位论文的知识产权归属于培养单位。

本人签名：日期：BACHELOR'S DEGREE THESIS OF WUHAN UNIVERSITYPower transformer fault diagnosisand analysisCollege ：Subject ：Name ：Director ：Oct 2021目录摘要 (5)第一章电力变压器故障检测绪论 (7)1.1造成变压器故障的原因........................ 7错误!未定义书签。

1.2变压器故障的种类 (8)第二章电力变压器故障检测的现状 (9)第三章目前电力变压器故障检测存在的问题. (11)第四章电力变压器故障诊断的方法 (12)4.1油中溶解气体分析法 (12)4.1.1单项成分超标分析法 (13)4.1.2特征气体色谱的分析和判断 (13)4.2 在线检测技术 (14)4.2.1 局部放电在线监测 (15)4.2.1油中气体含量的在线监测 (16)4.4.3绕组故障的在线监测 (17)4.3 建立完备的变压器历史资料库 (18)完毕语 (20)参考文献 (21)致谢 (22)摘要电力变压器是电力系统中重要的电气设备之一，它一旦发生事故，那么所需的修复时间较长，造成的影响也比拟严重。

随着我国电力工业的迅速开展，电网规模不断扩大，电力变压器的单机容量和安装容量随之不断增加，电压等级也在不断地提高。

电力变压器绝缘故障的分析与诊断

电力变压器绝缘故障的分析与诊断在经济不断发展过程中，能源的消耗量也出现了不但增长的情况，在这种情况下，我国的电力系统正在实施着大范围输电的任务，在电能调度过程中，电力变压器是非常重要的电力设备，同时也是保证电网安全稳定运行的重要设备。

电力变压器中主要的绝缘材料是绝缘油和绝缘纸，在长时间使用的情况下会出现老化情况，这样就非常容易出现电力变压器运行故障，导致更大的电力事故发生。

为了避免电力变压器故障对绝缘事故的出现原因要进行必要的分析，这样能够更好的找到解决的措施。

标签：电力变压器；绝缘故障；故障诊断在经济不断发展的情况下，电能的消耗量出现了越来越大的情况，在这种情况下，输电的电压等级也出现了不断提高的情况，变压器的容量和电压等级也要进行相应的升高，这样才能更好的保证变压器的可靠运行。

为了更好的确保变压器的安全运行，对变压器的故障进行诊断是非常重要的，这样能够及时的对出现的潜在问题进行解决，避免出现更大的安全事故，保证电力系统的安全稳定运行。

1 电力变压器故障诊断的意义近年来，我国的电力系统在经济不断发展的情况下，电压等级也在不断的提高，实现了大电网和电网自动化的发展情况，为了更好的保证电能的供应，我国新建了很多的变电站，电力工业的快速发展使得越来越多的电气设备投入使用，这样能够更好的保证电力系统的运行安全性和稳定性，同时也能对电力系统运行过程中的各个状态进行监测，对电气设备的故障诊断也要进行重视。

发电机的单机容量出现了不断增加的情况，电力变压器在等级方面也要进行不断的增大，这样才能更好的保证电力系统的运行可靠性。

在电气设备中，电力变压器是非常重要的组成部分，也是经常容易出现事故的部分，对电力系统的运行有非常大的影响，因此，对电力变压器出现事故的原因要进行更好的分析，这样能够保证电力系统的运行安全。

电力变压器在使用过程中一旦出现不正常运行的情况会导致电网出现停电情况，在这种情况下对电力设备进行修复是非常困难的。

基于DGA的变压器故障可视化诊断

ｃｌｕａｉｎｐｏｅｓｍｐｏｅｆｉｉｎｙａｃｌｔｒｃｓ，ｉｒｖｓｅｆｃｅｃ，ｍａｅｎｉｔｉｉｅａｄａｃｒｔａｌｌｃｔｎ，ａｄｃｒ — ｏｋｓａｎｕｔｖｎｃｕａｅｆｕｔｏａｉｏｎｏｎ
能的故障原因，有很强的实用价值．具
关键词：变压器；ＧＡ；Ｄ故障诊断；可视化；模糊数学；比值法三
中图分类号：Ｍ８５Ｔ３
文献标识码：Ａ
文章编号：６３９４（０００—０７５１７—１０Ｚ１）３０８— ０
ＤＧＡａｅｒｎｆｒｅａｔｉｕｌｄａｎｏｉｂｓｄｔａｓｏｍｒｆｕｌｓｖｓａｉｇｓｓ
周媛媛刘功能。周力行。曾玉清。，，，
（．１怀化电业局，南怀化湖４８０；．南省电力公司超高压管理局，南长沙１００２湖湖４００）１０４４００；１０４
３长沙理工大学电气与信息工程学院，南长沙．湖
２ＵＨＰＡｕｈｉｙＰｏｒＣｏｐｎｆＨｕａｏｉｃ，Ｃｈｎｓａ．ｔｏｒｔｗｅｍａｙｏｎｎＰｒｖｎｅａｇｈ，Ｈｕａ００４Ｃｈｎｎｎ４１０，ｉａ；３Ｃｈａｇｈ．ｎｓａＵｎｉｅｓｔｆＳｉｎｃｎｃｎｌｇｖｒｉｙｏｃｅｅａｄＴｅｈｏｏｙ，Ｃｈｎｓａａｇｈ，４１０４，ｉａ００Ｃｈｎ）

基于DGA技术的变压器故障智能诊断系统研究共3篇

基于DGA技术的变压器故障智能诊断系统研究共3篇基于DGA技术的变压器故障智能诊断系统研究1随着电力系统的发展和电力设备的普及，变压器作为其中最重要的电力设备之一，其安全性和稳定性也越来越受到重视。

然而，变压器在长时间运行中，难免会出现一些故障，这对设备的安全运行和电网的稳定运行都带来了不小的影响。

因此，为了及时发现和解决变压器故障，必须采取一些措施来实现变压器故障的智能诊断。

其中，DGA技术作为一种智能化的故障诊断方法，可以有效地监测变压器油中的气体成分变化，通过对气体成分的分析，可以快速、准确地判断变压器是否存在故障，从而及时采取措施进行维修。

具体来说，DGA技术可以通过采集变压器油中的气体样品，再通过气体成分的分析，判断气体成分中是否存在异常，进而判断变压器是否存在故障。

为了更好地实现基于DGA技术的变压器故障智能诊断，需要研发一个完整的系统来支持其实现。

这个系统需要包含如下几个重要的部分：1. 采样装置：采样装置是整个系统中最核心的组成部分之一。

它可以对变压器油中的气体成分进行采集，将采集到的气体样品传递给下一步分析处理。

采样装置的设计需要满足严格的精度和稳定性要求，以确保采样结果的准确性和可靠性。

2. 气体成分分析仪：气体成分分析仪是对采集的气体样品进行分析和处理的设备。

它可以对气体成分的变化进行实时监测，并进行相关的计算和分析，以找出是否存在故障的可能性。

由于气体成分分析仪的要求非常高，所以需要采用高精度的仪器，以确保分析的准确性和稳定性。

3. 数据处理与管理系统：数据处理与管理系统是对采集和分析得到的数据进行处理和管理的设备。

它可以对采集到的数据进行前处理和后处理，以满足后续的数据分析和处理需求。

同时，该系统还需要满足数据管理和信息系统的要求，以确保数据的安全和可靠性。

通过以上三个部分的完整结合，我们可以实现基于DGA技术的变压器故障智能诊断系统。

这个系统可以通过实时监测和分析变压器油中的气体成分，帮助工作人员快速、准确地判断变压器是否存在故障，实现设备的智能化诊断和管理。

电力变压器绝缘故障的分析与诊断

电力变压器绝缘故障的分析与诊断绝缘性能是电力变压器最主要的电气特性。

在运行中，由于变压器某些部位或部件密封不严，出现表面渗漏油等，将会导致变压器受潮。

检查变压器绝缘是电力设备的预防性试验的重要项目之一。

对试验结果的判断，要进行多项试验数据综合分析，并结合历史数据进行比较。

当发现绝缘故障时应决定采取相应的处理方法。

本文对电力变压器绝缘故障的分析与诊断进行了探讨。

【關键词】电力；变压器；绝缘；故障；诊断由于变压器的内部绝缘是非常复杂的系统结构，变压器在运行的过程中，不同时间在相同部位受到的应力也会不同，因此变压器绝缘材料的老化很难用单一特征进行描述，在实际的故障诊断过程中，单一的故障诊断技术也不能解决所有的故障诊断任务，需要把各种不同的技术结合起来，从而提高故障诊断的正确率。

一、电力变压器故障诊断的意义电力系统在运行过程中电压等级在不断升高，这样是为了更好的实现电网自动化运行和大电网的建设。

为了更好的保证经社会政治经济平稳运行，电力系统在不断进行改造和升级，电力企业在电力系统中应用的电气设备也是非常多的。

为了对电力系统的运行情况进行保证，一定要对电力系统中的各项状态进行监测，在进行监测的时候对电气设备进行绝缘诊断也是非常重要的。

在电力系统中，发电机的单机容量也出现了不断增大的情况，同时，变压器的电压等级也在不断提高，这样对可靠性也提出了更高的要求。

电力设备中，变压器是非常重要的组成部分，同时也是对电力系统运行影响非常大的设备，在使用过程中也会经常出现事故，对电力系统的安全运行有很大的影响。

电力变压器在使用过程中，一旦出现故障就会导致电网出现停电的情况，在这种情况下进行恢复供电要经过漫长的时间。

现在，我国的很多变电站在运行年限方面都是非常长的，这样就使得很多的变电站已经达到了使用年限，由于经济方面的考虑，这些变电站还在使用中，这样就导致这些变电站在使用过程中经常会出现一些问题，在运行过程中很多电气设备的性能出现了非常差的情况，同时在承受故障方面能力也在逐渐下降，这样就使得对变压器进行故障诊断成为了非常重要的事情。

三比值法变压器故障诊断

三⽐值法变压器故障诊断三⽐值法变压器故障诊断随着国民经济的快速发展，全社会对能源需求稳步提升，全国发、输、配电容量持续增加，整个电⼒系统随之也变得越来越庞⼤和复杂，众多⼤型油浸式变压器逐渐应⽤于电⽹中，电⼒变压器作为承担电压转换、电能输送以及分配的关键电⽓设备，其运⾏状态直接关系到整个供电系统的可靠性，⼀旦⼤型变压器出现故障,轻则导致设备受损损坏,重则将引发整个电⼒系统事故停电造成危害,甚⾄会发⽣⽕灾,引起⼈员伤亡,对国民经济造成重⼤损失。

所以，必须最⼤⽔准地防⽌和减少变压器故障和事故的发⽣，如何更早更准确地判断出变压器的故障成为⼈们亟待解决的关键问题。

近年来，电⼒⼯作者们总结出了⼀套⾏之有效的变压器故障诊断⽅法，即油中溶解⽓体分析法，简称DGA （DissolvedGasAnalysis），油中溶解⽓体分析法主要通过检测氢⽓、甲烷、⼄烷、⼄烯、⼄炔等变压器绝缘油中溶解⽓体的组分以及含量来判断故障类型，这种检测⽅法的最⼤优点在于不需要变压器等被监测设备停电1，便可对变压器内部的初期故障进⾏识别，从⽽有利于提前采取有效措施，减少损失。

现阶段进⾏基于油中溶解⽓体的变压器故障诊断主要采⽤三⽐值法，孙⼤根、⽜⾼远等⼈都直接尝试将其应⽤于变压器故障诊断中。

不过实践中发现，现有的三⽐值法存有⼀些明显不⾜，诊断准确性有待提升且存有局限性。

1改进型三⽐值法为解决传统三⽐值法的不⾜，引⼊模糊聚类算法将其与三⽐值法相结合，形成了改进型三⽐值法，⽤以进⾏基于油中溶解⽓体的变压器故障诊断。

1.1传统三⽐值法进⾏变压器故障诊断依据油中溶解⽓体类型与变压器内部故障性质之间的对应关系，国内外提出了多种变压器故障诊断⽅法，诊断步骤通常可分为两步，第⼀步先判断有⽆故障，第⼆步判断故障的性质和类型。

1.1.1有⽆故障的判别判断有⽆故障通常依据国际国内标准，判断相对应⽓体含量是否超过了注意值，《变压器油中溶解⽓体分析与判断导则》中规定的溶解⽓体的注意值如表1所⽰。

基于DGA的变压器状态监测与故障诊断技术研究

基于DGA的变压器状态监测与故障诊断技术研究摘要：在我国各行业不断发展的过程中，对于电力的稳定性也具有了更高的要求。

在本文中，将就基于DGA的变压器状态监测与故障诊断技术进行一定的研究。

关键词：DGA；变压器；状态监测；故障诊断1 引言在实际电力运行当中，经常出现变压器故障情况，因此对用电稳定性造成较大的影响。

对此，做好日常变压器状态监测则成为了非常重要的一项内容，通过对变压器状态的科学掌握避免发生故障。

其中，DGA是现今较为热点的一项技术，不仅在处理当中不会受到磁场以及电厂的影响，且其结果也能够对潜在故障进行较好的反映，具有较好的应用价值。

2 基于DGA变压器状态监测DGA，即油中溶解气体分析法，在实际应用当中，即通过对变压器样本油当中气体浓度的分析将注意值同该浓度进行比较，以此对变压器是否存在故障进行判断。

通过该方式的应用，能够有效实现变压器各类状态的监测，包括有其内部变化趋势以及初期故障等。

2.1 诊断机理固体绝缘材料以及绝缘油是变压器当中的主要绝缘材料类型，在放电以及受热情况下会对气体进行分解。

在绝缘油受热时，会分解出H2、CH4、C2H6以及C2H4等气体，当固体绝缘材料在受热时，则会分解出CO与CO2气体，当合成树脂材受热时，则会分解出C3、C4气体。

对于特定气体来说，其在实际析出速率方面将随着温度的不同而发生变化，当不同温度点发生故障时，其所产生气体的比例与成本也将具有一定的差异。

在实际工作当中，通过对变压器油中溶解气体浓度以及种类的分析即能够对变压器的故障趋势情况进行掌握，在实际变压器运行中，其变压器油在气体溶解方面具有较多的种类，从其形成机理即可以了解到，变压器油当中溶解气体的组分同实际结构也具有一定的关系，而通过对样本油中气体比例以及组成情况的把握，即能够对故障的形成以及发展趋势进行预测。

2.2 诊断方式在实际以DGA原理对变压器状态进行监测时，其主要方式有：第一，三比值法。

基于DGA的变压器绝缘故障判断

基于DGA的变压器绝缘故障判断摘要油中溶解气体分析（DGA）是一种有效的充油电力设备异常检测的方法，广泛应用于油浸变压器故障的检测和判断。

本文介绍了油中溶解气体分析的原理以及实操程序，以及如何应用分析结果通过三比值法判断变压器故障类型。

关键词DGA；变压器；故障0 引言电力变压器作为电力系统中的重要组成部分，其安全稳定的工作是保障电力系统安全运行的基础。

随着运行时间的增加，有机固体绝缘材料和绝缘油会因为电压以及温度的作用逐渐的分解化合从而产生微量气体溶解于油中。

当变压器内部发生故障如局部放电或匝间短路时，油中溶解气体含量则会发生剧烈变化。

这是由于变绝缘油或有机固体绝缘材料被放电部位产生的电弧分解而产生大量气体，当产生的气体无法完全溶解于油中时成游离为气态形成气泡散布在变压器油箱内部。

经过长期的变压器运行维护实践和大量的故障调查分析，我们发现变压器如果存在潜在故障或者在故障形成的初步阶段时，变压器油中溶解的各种气体就会反映出早期征兆。

油中溶解气体分析（Dissolved Gas Analysis，简称DGA）正是为检测这些故障特征气体组分及含量，以便于分析判断变压器运行状况和故障隐患。

1 油中溶解气体的成分及来源1.1 变压器油的分解变压器绝缘油是矿物油的一种，主要成分为含有碳碳双键或三键的不饱和烃和其他碳氢化合物。

变压器内部放电故障或发热故障中会使一些油分子中某些碳氢键或碳碳键断裂，从而产生微量的活泼氢原子和碳氢化合物自由基，这些游离的氢原子和自由基又通过化学反应再次化合，最终可以形成H2、CH4、C2H6、C2H4、C2H2等烃类气体化合物。

1.2 有机固体绝缘材料的分解有机固体绝缘材料如绝缘纸、木质绝缘件则含有大量的碳氧双键，其热稳定性比碳氢键要弱，在热环境下裂解并新化合生成水同时又生成大量CO、CO2 ，绝缘油也会被氧化导致油质劣化。

1.3 其他来源另外在某些情况下也会导致油中溶解气体含量变化，如变压器呼吸器损坏或采用非真空注油方式使绝缘油与空气接触，油中溶解气体中氧气和氮气含量可能增高，又如变压器有载调压开关行进切换动作也会产生某些与变压器本体内部低能量放电故障相似的烃类气体化合物。

变压器绝缘老化检测的方法分析

变压器绝缘老化检测的方法分析发表时间：2018-01-08T10:21:35.443Z 来源：《基层建设》2017年第30期作者：任忠业洪翠[导读] 摘要：电力系统是我国非常重要的系统，其为人们的生活和工作提供了所需要的电能。

成都市三新供电服务有限公司大邑分公司 611330摘要：电力系统是我国非常重要的系统，其为人们的生活和工作提供了所需要的电能。

在电力系统中，变压器是其中一个非常重要的构件，其能够根据人们的需求来获得所需要电能。

由于变压器特殊的运行性质，使得其表面需要设置一层性能良好的绝缘层，以此来保护变压器的运行，避免发生安全事故。

但是，变压器在使用过程中表面绝缘层将发生不同的老化，这便需要相关工作人员采取有效的方法对其进行检测，因此本文就变压器绝缘老化检测方法进行分析。

关键词：变压器；绝缘老化；检测方法前言绝缘层最为主要的作用就是对导电体进行隔离。

在变压器当中，绝缘材料不仅能够起到十分良好的绝缘作用，而且在能够对的变压器的防潮、散热等方面也能够起到一定作用，是变压器上的重要构件。

为了能够有效避免绝缘层出现老化而影响变压器的使用性能，需要对其老化现象进行检测，掌握变压器绝缘层的老化情况，并采取有有效措施避免发生安全事故。

一、变压器上绝缘层的重要性变压器是电力系统中的重要部件，人们通过利用变压器能够对系统电压进行调整，以满足人们生活需求。

由于变压器本身安装在电力系统当中，那么其本身将流通非常大的电流，这便需要在变压器的表面包裹上一层绝缘层，以免其在使用过程中出现安全事故。

当变压器在使用过程中，表面绝缘层将慢慢出现老化现象，这在一定程度上严重影响了变压器的使用。

如果当绝缘层出现开裂现象时，那么如果湿度过大时或是淋上水将会使设备发生短路，从而使电路系统出现较为严重的故障[1]。

另外，当相关工作人员在不知情的情况触碰到绝缘层破损的变压器时，将会威胁到其生命，因此变压器上的绝缘层所具有的作用是非常重要的，不仅能够使电力系统正常运行，还能够有效保障相关工作人员的人身安全。

试析电力变压器绝缘故障成因及诊断方法

试析电力变压器绝缘故障成因及诊断方法近年来，我国经济不断发展，各个行业对电能的消耗量也逐渐增多，基于这种情况，输电的电压等级也要随之提高，变压器的容量和电压等级也应进行相应的升高，只有这样才能使得变压器正常工作。

绝缘故障是技术人员在故障检测中最易出现的一种，其主要组合材料为绝缘油和绝缘纸，长期使用不进行维护会出现老化情况，为避免重大事故的发生，对变压器的故障诊断是非常必要的。

一、电力变压器绝缘故障发生的原因不同的变压器在绝缘材料组成方面存在一定的差异，在变压器运行的过程中受到的影响也分为很多种，主要分为以下几种：（1）有部分变压器在设计时，采用的绝缘材料较薄，油道比较少，他们使用期限比较少，当其运行到电力系统运行时，故障就很容易形成了；（2）电力变压器对其内部清洁度有严格的要求，如果其内部含有少量金属杂质会对爬电距离有影响，可能导致局部放电的发生，存在安全隐患；（3）在使用过程中，电力变压器各相之间应保证足够的绝缘裕度，如果不能保证，可能导致相间短路的发生。

另外，各相间之间应加入绝缘隔板。

如果出现短路故障，应改变相间电场强度，导致隔板出现树状放电的情况；（4）在绝缘成型件加工过程中，如果在其内部或者表层受到导电质污染时，就会出现局部放电甚至是绝缘件表面漏电的现象，使得其绝缘效果发挥不到最好；（5）在对变压器设计时，油道设计时最关键的环节，设计人员给出的方案不合理就会使得绝缘油的油速加快，致使出现流油过快的现象。

（6）在运行中，如果绝缘油出现污染，其绝缘强度就会有大幅度降低，从而影响到变压器整体的运作性能。

二、电力变压器绝缘故障诊断分析1.绝缘油硫腐蚀的故障诊断近年来，相关研究表明，变压器的出现的故障多是由油硫腐蚀的原因造成的，设备在运行较长时候后，设备用的线圈材料会因何硫的大面积接触导致出现腐蚀现象，这种情况逐渐引起电力工业技术人才的广泛关注，很多人在研究中发现，容量的大小、电压的高低和这种现象出现的概率成相关性，并且在高压绕组上，绝缘纸与裸铜线相结合的部位最为明显，出现这种情况说明，其与变压器运作中的问题也有一定的关联，在出现腐蚀的高压绕组上会发表有颜色的物质出现，呈蓝自色或浅灰色，研究人员对该物质进行诊断，发现其为硫化亚铜，其表现出现出的特性-导电，对绝缘体的绝缘性造成了很大的影响。