试验变压器故障诊断管理系统的研究与开发
引 言
安全、、经济地供电，是对现代电力系统运行的3大要求，其中以安全性zui为重要．供电系统的关键设备大型电力变压器在*运行过程中，因受外界环境各种因素的影响，不可避免地会逐渐老化，以致丧失其本身的设计功能，如未能及时发现并采取适当的修复措施，则缺陷会不断发展，从而引发运行事故．因此，必须运用一定的管理方法和手段对运行中的变压器进行管理和监控．这是电力行业安全生产的重要任务．
目前对电力变压器采取的检修策略是以定期检修为主．一般根据定期的时间间隔进行预防性维修，其周期按照国家制定的规程和制造厂*的方案确定，这样的维修方案通常过度保守，并与设备实际运行状态没有内在，因此可能发生以下情况：在不需要维修的时候进行了维修，从而加快了设备损坏老化的进程；在急需维修的时候又因固定不变的维修周期而延误了维修，造成设备的损坏乃至发生严重的事故．
上述任何情况都将导致不必要的维修成本．
因此，有必要对电力变压器状态监测和故障诊断技术进行深入研究，以利尽快提高运行人员的诊断管理水平．
基于以上原因，我们在上海市科技启明星计划资助下，研制出“电力变压器故障诊断管理系统”，并在丰富、完善原有专家系统的基础上进行了应用技术的开发．
1 电力变压器故障分析机理简述
1．1 油中气体色谱分析法（dga）
ieee认为对变压器故障早期诊断的*方法是油中气体分析法．正常情况下充油电气设备内的绝缘油机的有机绝缘材料，在热电作用下会逐渐老化和分解，产生少量的大部分溶于油中的各种低分子烃co2和co等．
当变压器内部存在潜伏性过热或放电故障时，就会加快产气的速度．一般说来，对于不同性质的故障，绝缘物分解产生的气体不同；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．
故障气体的组成和含量与故障的类型、严重程度有密切．对气体分析数据的解释有多种，目前zui常用的判断方法包括静态的特征气体法、比值法（比值法中尤以罗杰斯法zui为常用，我国采用类似的三比值法）、大卫三角形法和动态产气速率法（包括产气速率法和相对产气速率法）．
1．2 绝缘预防试验诊断法
大型变压器经过*使用，会正常老化，特别是在发生故障后，其绕组的直流电阻、绝缘电阻及吸收比、介质损耗角正切值和直流泄露电流都会发生变化，与出厂数据有很大差别［1］．为此，可采用本次测试数据与试验规程数据比较、与上次测试数据比较，以及与不同相数据比较的方法来判断变压器内部故障的性质、程度、部位等，从而为变压器的综合诊断提供依据．
1．3 绕组变形试验诊断
变压器在长途运输中受到冲撞或者在运行中遭受到短路电流的冲击，均有可能使绕组发生变形或位移．变压器绕组变形或者位移后，其绝缘距离会发生改变，固体绝缘受到损伤，这些均有可能导致突发性绝缘事故；绕组机械性能的下降，有可能承受不住电动力作用而发生损坏事故．
目前，频响法（fra）是检测变压器绕组是否变形的主要方法．其方法为：用平时实测的绕组频率响应曲线与变压器在正常状态（出厂）时预先录制的频率响应曲线进行比较，根据其是否发生变化，就可以判断绕组是否遭受冲击及绕组的变形情况，并初步给出是否进行吊罩检查等建议及一些预防性措施．
1．4 老化鉴定试验
糠醛是绝缘纸经过热降解、氧化降解及水降解等一系列复杂化学反应后生成的zui终产物之一．在运行温度下，溶解于油中的糠醛含量与绝缘纸的平均聚合度之间有较明确的对应关系．因此，油中糠醛含量能反映包括深层绝缘纸在内的纸绝缘的总体劣化程度．应用的液相色谱法检测绝缘油中的糠醛含量来判断绝缘纸的劣化程度是鉴定变压器老化状态的主要手段，必要时再测量纸样的聚合度和抗张拉力．其主要方法是通过分析糠醛含量来估算绝缘纸的老化程度，通过计算糠醛的产气速率来推断绝缘的剩余寿命．
当然，电力变压器的状态检测与故障诊断方法还包括各种常规的外部特征检查（油温、油位、声音、当前运行状况等）、绝缘油特性检查（酸值、电阻率、含水量、表面张力、介质损耗及击穿电压等）、局部放电试验、油流带电试验等方法．
2 电力变压器故障诊断管理系统
2．1 变压器故障诊断专家系统
知识库是专家系统的重要组成部分，存储从变压器专家那儿得到的领域知识（包括经典的共性理论知识、规程和现场领域专家经验、个性知识等）．一个完善的专家系统必须尽可能多地充实必要的领域知识．由于电力变压器故障诊断管理系统（tfdes）采用模块结构，因此，有利于知识库的扩充和维护．
tfdes数据库可分为3个部分，即：模块数据库、变压器特征参数数据库和变压器基准数据库．模块数据库是一上下文树，用以存放专家系统当前的已知工作，以及用户提供的事实和由推理得到的中间结论．在诊断过程中它是动态更新的，因而有利于实现采集数据与历史数据之间的纵向比较．模块数据库主要包括油中气体分析数据库、绝缘油特性实验数据库、老化试验数据库、绝缘预防性试验数据库和绕组频谱试验数据库．其主要用途有以下两种：一是对变压器的历史资料存档；二是对变压器特性数据进行横向比较及变化趋势分析，以提高运行人员的运行、维护和诊断水平．变压器特征参数数据库实现变压器信息的计算机管理（tmis）．变压器基准数据库实现绝缘预防实验的纵向比较，同时也可以根据实际情况作动态更新．
推理机是专家系统的核心部分，它能根据所获得的知识智能地推理出结论．tfdes采用反向推理机制和深度优先搜索策略进行推理．知识的获取与维护主要通过变压器诊断专家与知识工程师交流，利用模块化的结构来丰富完善知识库．在tfdes中，除了尽可能丰富协调诊断模块外，在油色谱分析知识库维护中，我们还建立了基于特征气体法和三比值法的人工神经网络（ann）［3］，这就大大提高了专家系统的自学习能力．
数据管理的任务主要是对所建数据库进行维护（包括数据库的建立、修改、添加、删除、检索、分类、排序、格式打印等）、各试验数据的纵横向比较与曲线模拟分析、历史状态的分类存档等．
解释机制的功能是解释系统的推理过程、zui终结果，以及给出建议、回答用户的问题，并为现场人员的培训和专家经验的传授提供方便．
人机接口负责把用户输入的信息转换为系统内部的表示形式，然后把这些内部信息表示形式交给相应的模块处理．这次我们设计的tfdes人机接口是用delphi编译的，因而建立了友好的人机界面，用户只需轻点鼠标，输入有关信息和基本数据即可，大大方便了用户操作．
pssbj高压试验变压器
产品概述:
pssbj交流高压试验变压器是在同类产品ydj（g）型高压试验变压器的基础上，按试验变压器国家标准dl/t848.2-2004要求，经改进后生产的一种新型产品，本系列产品具有体积小、重量轻、结构紧凑、功能齐全、使用方便等特点。实用于电力、工矿、科研等部门，对各种高压电气设备、电气元件、绝缘材料进行工频耐压试验，是高压试验中*的仪器。
订货须知:
订货时须注明试验变压器和相关配套产品的名称、规格型号、数量等。用户对产品有其它特殊要求的（新增功能），请提供详细说明及图纸。以便我们更快、更好的为您提供满意的设备。
我公司可根据用户的需要在保持试验变压器原高压输出的基础上，增加一个5 ~ 25kv的中压输出端，即双套管输出。此中压输出端电压可供高压电机做交流耐压试验。新增的功能，为用户节省了一笔购买两套试验变压器的费用。
友情提醒：买仪器要买直接生产厂家，产品质量及售后服务有保证。
pssbj-jz交（直）流高压试验变压器
产品概述
pssbj-jz交（直）流高压试验变压器是在同类产品ydj（g）型高压试验变压器的基础上，按试验变压器国家标准dl/t848.2—2004要求，经改进后生产的一种新型产品，本系列产品具有体积小、重量轻、结构紧凑、功能齐全、使用方便等特点。实用于电力、工矿、科研等部门，对各种高压电气设备、电气元件、绝缘材料进行工频耐压试验和直流泄漏试验，是高压试验中*的仪器。
订货须知
订货时须注明试验变压器和相关配套产品的名称、规格型号、数量等。用户对产品有其它特殊要求的（新增功能），请提供详细说明及图纸。以便我们更快、更好的为您提供满意的设备。
我公司可根据用户的需要在保持试验变压器原高压输出的基础上，增加一个5 ~ 25kv的中压输出端，即双套管输出。此中压输出端电压可供高压电机做交流耐压试验。新增的功能，为用户节省了一笔购买两套试验变压器的费用。
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因此，有必要对电力变压器状态监测和故障诊断技术进行深入研究，以利尽快提高运行人员的诊断管理水平．
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1．1 油中气体色谱分析法（dga）
ieee认为对变压器故障早期诊断的*方法是油中气体分析法．正常情况下充油电气设备内的绝缘油机的有机绝缘材料，在热电作用下会逐渐老化和分解，产生少量的大部分溶于油中的各种低分子烃co2和co等．
当变压器内部存在潜伏性过热或放电故障时，就会加快产气的速度．一般说来，对于不同性质的故障，绝缘物分解产生的气体不同；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．
故障气体的组成和含量与故障的类型、严重程度有密切．对气体分析数据的解释有多种，目前zui常用的判断方法包括静态的特征气体法、比值法（比值法中尤以罗杰斯法zui为常用，我国采用类似的三比值法）、大卫三角形法和动态产气速率法（包括产气速率法和相对产气速率法）．
1．2 绝缘预防试验诊断法
大型变压器经过*使用，会正常老化，特别是在发生故障后，其绕组的直流电阻、绝缘电阻及吸收比、介质损耗角正切值和直流泄露电流都会发生变化，与出厂数据有很大差别［1］．为此，可采用本次测试数据与试验规程数据比较、与上次测试数据比较，以及与不同相数据比较的方法来判断变压器内部故障的性质、程度、部位等，从而为变压器的综合诊断提供依据．
1．3 绕组变形试验诊断
变压器在长途运输中受到冲撞或者在运行中遭受到短路电流的冲击，均有可能使绕组发生变形或位移．变压器绕组变形或者位移后，其绝缘距离会发生改变，固体绝缘受到损伤，这些均有可能导致突发性绝缘事故；绕组机械性能的下降，有可能承受不住电动力作用而发生损坏事故．
目前，频响法（fra）是检测变压器绕组是否变形的主要方法．其方法为：用平时实测的绕组频率响应曲线与变压器在正常状态（出厂）时预先录制的频率响应曲线进行比较，根据其是否发生变化，就可以判断绕组是否遭受冲击及绕组的变形情况，并初步给出是否进行吊罩检查等建议及一些预防性措施．
1．4 老化鉴定试验
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当然，电力变压器的状态检测与故障诊断方法还包括各种常规的外部特征检查（油温、油位、声音、当前运行状况等）、绝缘油特性检查（酸值、电阻率、含水量、表面张力、介质损耗及击穿电压等）、局部放电试验、油流带电试验等方法．
2 电力变压器故障诊断管理系统
2．1 变压器故障诊断专家系统
知识库是专家系统的重要组成部分，存储从变压器专家那儿得到的领域知识（包括经典的共性理论知识、规程和现场领域专家经验、个性知识等）．一个完善的专家系统必须尽可能多地充实必要的领域知识．由于电力变压器故障诊断管理系统（tfdes）采用模块结构，因此，有利于知识库的扩充和维护．
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