油浸式变压器DGA数据分析及其故障诊断研究
油浸式电力变压器故障诊断的研究分析
１ 前言
我 国电力行 业改革 以来 ，电力信息化得 到广泛 关注 ，审视当前 电
越复杂 ，需找出合 适的描述方式进行描述。另外 ，还需模糊技术专家பைடு நூலகம்， 对故 障开展经验花分析 ，实现远程通信传输 ，
力企业信 息化 现状 ，存在的 问题 比较突 出。举个例 子 ：信息系统交融 ３ 电力变压器故障诊断 故 障 ，企业无法实现资源共享 。电力行业作 为一个特殊行业 ，电力信 （ １ ）变压器 因其制造 工艺 的复杂性及运 行环境 的不稳定 性造成 息集成受到诸多方面 的影 响，这导 致我国电力企业发展缓慢 。有 了信 了变压器故 障机理 的复 杂性 ，其表现为 同一种故 障模式有多种故 障特 息系统的支撑 ，电力企业能够及 时且 全面的掌握 电力信息 ，而 能及 时 征 发生。 同一个故 障又 有几种故障模式 ，故 障和故 障之 间又有密切关 采取有效措施 ，对 电力资源进行配置 ，实现资源高效利用 ，也提高 了 系。信息融合技术对不 同来源的信息进行处理 ，借 助变压器各种故 障 变压器运 行效 率。
味这变压器有故障发生 ，这时状态评估较 为准确 。
含油 固体含 量、油水 分含 量 以及 局部放 电级 ，它的准 确判定 构建 成 取相应 的处理依 据 ，实现最终判断 ，这种最终 的判断能在决策控制 中 发挥重要作 用。 Ｂ Ｐ 神 经网络和模 糊诊 断。借 助模糊 数学综合 评判 ，各 种分析理论 ， 对变压器运行状态开展综合 分析 ，分析出其状态是否健康 。尽 管在 国 外状态评估技术 已经得 到快 速发展 ，常见的研究有灰靶理论 、模糊 数
况下 ，变压器整体性能是持续 变化 的。当进行一定参数设置之 后 ， 就 最终使得相 同 目 标 的数据融合水平更高 。可 以引入加权平均法 、算数 能确定出变压器所处 的状态 ， 对 变压器未来发展有正确 的预测 。在 变 平均法以及 曲面 曲面拟合法进行应对 。 压器使用寿命 内，运动状态 处于变量状态 。虽然参数有新 的变 动 ， 但 （ ２ ）特征层 数据融 合。该层 数据融合 属于 中间层融合 ，当信息 是参数变化不会影 响整体 功能的发挥和实现 。在渐变过程 中 ，虽然 各 源从原始信 息中提及之后 ，对特征信息进行 充分 分析处理 。从信息源 个参数会有新的变化 ， 变压器会出现功能性 障碍 ， 从而导致突变发生。 在渐变进程 中，从 防范层面 上看 ，根据检测运行数据 ，对变压器状 态 的原始信息 中提取 出特征信息 ，对特征信 息进行 综合分析和处理 ，提 取而 出的特征信 息一般都是原始信息 ， 对信 息做 好统计之后 ，再根据 执行评估和监测 。划分 出不 同状态的变压器等级 ，可 以划分 为合格 、 良好、严重等等 ，不 同等级 故障。根据每个故障类型 ，在选择对应 的 提取 的特征信 息归类。相似信息实现聚集和 综合 分析。使用的融合方 进 行传感器信息交换之 措施 ，这对 电力 系统 安全运 行有重要影响 。在突变过程 中，一般会 意 式依 旧是模 式识 别相应技术 ，当在融合之前 ， 后 ，能够对特征信 息进行统一表达 。这表达优 势是 ，能实现多传感信 息压缩 ，有利于 实时处理 ，尤其所提取 的特 征信 息和决策分析相似 ， （ ２ ）变压器 故障分析 最为关键 的环节是预 防实验 非破坏性 量 ， 需融入最大 限度特征信息 。 然后在根据一定 的指标 进行 评价。划分出变压器实质运行状 态。举 个 （ ３ ）决策 层数据融 合 。该层 在系统 中属于最 高级别层 ，它 同其 例子 ：模糊学 习矢量 网络模 型 ，这个方法 Ｄ Ｇ Ａ数据将 被模糊分类 器 划分成不 同子类 。每一 个类 别需同模糊学 习矢量化 网络进行培 训。该 他三层差别大 ，是数据融合最终结果 。每一 个传 感器 ，它的检测 目标 方式能解决大量 的属性 决策 问题。根据工程实践发现 ，该评估 方法 包 确定 ，都需进行 最初级的预处理 ，特征提取 以及初步的判断 。才 能获
关于油浸式电力变压器的故障分析与预防对策探讨
关于油浸式电力变压器的故障分析与预防对策探讨油浸式电力变压器是电力系统中常见的重要设备，其故障会严重影响电力系统的运行稳定性。
对于油浸式电力变压器故障的分析与预防对策非常重要。
本文将对油浸式电力变压器的常见故障进行分析，并提出相应的预防对策，以期为相关工程技术人员提供一定的参考。
一、油浸式电力变压器的常见故障1. 绝缘老化油浸式电力变压器中的绝缘材料主要是油纸绝缘，随着使用时间的增加，绝缘材料会逐渐老化，导致其绝缘性能下降。
绝缘老化是油浸式电力变压器常见的故障之一，其主要表现为油中含有大量的游离树脂和水分，局部放电现象明显。
2. 绕组短路绕组短路是油浸式电力变压器的严重故障，一旦发生，将会直接导致变压器的损坏甚至爆炸。
绕组短路通常是由于绝缘老化、绕组间绝缘击穿等原因引起的，其主要表现为绕组发热、局部放电、油温升高等现象。
3. 损坏导致的漏油油浸式电力变压器中的绝缘油起着隔离、冷却和灭弧等重要作用，一旦发生油漏，将会影响变压器的正常运行。
油浸式电力变压器漏油通常是由于设备损坏、操作不当等原因引起的，其主要表现为油箱内油位下降、漏油现象明显。
1. 定期维护检测为了及时发现油浸式电力变压器的潜在故障，必须定期进行维护检测工作。
其中包括定期检查绝缘油的绝缘性能、定期对绕组进行局部放电检测、定期检查油箱及绝缘材料的状态等。
2. 加强绝缘保护绝缘老化是油浸式电力变压器故障的主要原因之一，加强绝缘保护十分重要。
可以采取的措施包括安装局部放电检测器、提高绝缘材料的质量、加强绝缘材料的维护等。
3. 提高设备可靠性为了降低油浸式电力变压器的故障率，提高设备可靠性是非常关键的。
可以采取的措施包括加强设备的监控系统、提高设备的制造工艺水平、加强设备的保护系统等。
4. 加强人员培训油浸式电力变压器的运行维护需要专业技术人员进行操作，加强相关人员的技术培训十分重要。
只有具备较强的技术水平和操作技能，才能及时发现问题并进行处理。
基于SVM算法的变压器DGA和故障诊断
电气工程与自动化♦Dianqi Gongcheng yu Zidonghua基于SVM算法的变压器DGA和故障诊断陆敏安'任堂正'肖远兵'陈敬德'崔明飞(1.国网上海市电力公司青浦供电公司，上海201799；2.亿可能源科技(上海)有限公司，上海200433)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。
研究明，传统算法的故障诊断正确率在43%〜54%,的SVM算法正确率76.77%。
23%的正确率分证明了SVM算法在故障征识别中的先进性,对变压器运维提供了力的技术支持。
关键词:变压器;支持向量机;油中溶解气体分析;故障诊断0引言确评估变压器运行状态对电网可性运维故有重要。
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IEC60599提出的三比值法［2］,国内的科研了压器油中溶解气体分析和判断〉(DL/T722—2014)用正确评估变压器油的量和运行状况!3。
传统分析法有国电的支持，的法保证正确率!4$5。
,统和性理论等方法逐渐被应用于DGA!6$7"。
比于传统的DGA法，这些评估体的确了故障识别的正确率，但是有限的■依于的机识，中的，应用。
先进的能算法用于DGA，如BP神经网络，是网络收敛速度慢，容易过拟合，并且在量少时无法保证正确率的缺点阻碍了它的进一步应用与推广冈。
基于对往发表论文的研究，了显著提升基于DGA的故障诊断的正确率，需要使用有坚实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；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;第三节对文章成进行了总。
1SVM算法原理支持向量机(SVM)［9$10］的理论依据是统计学习，通过数据挖掘的方法，解决模式识别、时间序列分析问题，最小了经验风险和型复杂度的同时，在样本有限的条件下，能够确输岀函数的平滑性型的广性［11］o二分类问题举［10］，如图1(a)所示，要将灰、黑两种类别分类，图1(b)中供了一个分割线A，可称为分类线。
油浸式变压器的故障诊断方法研究
TECHNOLOGY AND INFORMATION134 科学与信息化2023年8月下油浸式变压器的故障诊断方法研究王横南京师范大学中北学院能源互联网研究所 江苏 丹阳 212300摘 要 油浸式变压器作为电力系统中的重要设备在电力系统中的作用不可忽视，而其故障的高发性使故障诊断技术成为保障电力系统可靠运行的必要条件。
本文结合油浸式变压器故障诊断方法的研究现状，从故障诊断的状态监测——离线监测和在线监测，及变压器故障诊断方法——传统、智能及基于仿真模型的故障诊断方法的角度进行分析，并提出变压器故障诊断可能的发展方向，为变压器的故障诊断研究提供一定的参考。
关键词 油浸式变压器；故障诊断；人工智能；数字孪生Research on Fault Diagnosis Method of Oil-Immersed Transformer Wang HengInstitute of Energy Internet, Nanjing Normal University Zhongbei College, Danyang 212300, Jiangsu Province, ChinaAbstract As an important equipment in the electric power system, the role of oil-immersed transformer in the electric power system cannot be ignored, due to its high incidence of faults, fault diagnosis technology is a prerequisite to ensure the reliable operation of the electric power system. Based on the research status of oil-immersed transformer fault diagnosis methods, this paper analyzes the fault diagnosis status monitoring - offline monitoring and online monitoring, and transformer fault diagnosis methods - traditional, intelligent and simulation model-based fault diagnosis methods, and puts forward the possible development directions of transformer fault diagnosis, which provides a certain reference for transformer fault diagnosis research.Key words oil-immersed transformer; fault diagnosis; artificial intelligence; digital twins引言随着科技的进步和人民生活水平的提高，各行各业对电的需求与日俱增，这促使我国的电力系统逐步向更大的容量、更高的输电电压、多区域混联以及更高程度的自动化、智能化方向发展。
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。
关于油浸式电力变压器的故障分析与预防对策探讨
关于油浸式电力变压器的故障分析与预防对策探讨油浸式电力变压器是电力系统中非常重要的一部分，它在电力输送和分配中起着至关重要的作用。
由于油浸式电力变压器长期运行在恶劣的环境中，其容易发生各种故障，给电力系统的正常运行带来了巨大的隐患。
对油浸式电力变压器的故障分析及预防对策探讨显得尤为重要。
一、故障分析1. 绝缘老化油浸式电力变压器中使用的绝缘材料会随着使用时间的增长而老化，老化绝缘会导致绝缘性能下降，从而引发绝缘击穿、放电等现象，严重影响变压器的正常工作。
2. 渗漏故障变压器在长期运行中，可能由于密封不严或者受到外部损坏导致油箱渗漏，引入空气或杂质，影响油中杂质含量和绝缘油的介电强度。
3. 内部故障变压器内部绕组接地、短路等故障，会导致变压器运行不正常，严重时甚至引发火灾等事故。
4. 过载长时间超负荷运行会使变压器温升过高，可能导致绕组发热、绝缘老化等问题。
二、预防对策1. 定期检测对变压器进行定期的绝缘油、杂质含量和绝缘电阻等检测，发现问题及时处理，延长变压器的使用寿命。
2. 外部环境保护加强对变压器周围环境的保护，防止杂物、灰尘、水汽等外部环境对变压器的侵害。
3. 过载保护对变压器进行过载保护设置，及时监测变压器运行状况，避免长时间超负荷运行。
4. 设备升级在条件允许的情况下，可以考虑对旧的油浸式变压器进行升级改造，提高其技术水平，减少故障风险。
5. 人员培训加强对变压器运维人员的培训，提高他们的专业素养和故障处理能力，及时发现并处理潜在故障。
三、结语油浸式电力变压器是电力系统中不可或缺的一部分，其故障对电力系统的稳定运行产生了巨大的影响。
我们需要认真对待油浸式电力变压器的故障分析和预防对策，加强对变压器的维护与管理，确保其安全可靠地运行，为电力系统的稳定供电提供保障。
油浸式电力变压器运行异常分析
油浸式电力变压器运行异常分析摘要：对油浸式变压器进行油中溶解气体分析是发现变压器前期运行异常的重要手段，通过对采集数据的分析对比可以快速判定变压器运行状况，及时做出决策，避免变压器长期带病运行。
变压器铁芯接地是释放铁芯悬浮电位的重要途径，因此变压器铁芯单点接地的可靠性在变压器设计、制造和检验过程中至关重要。
关键词：油中溶解气体分析特征气体悬浮电位1概述油中溶解气体分析（Dissolved Gas Analysis 简称DGA）是检测和诊断油浸式电力变压器早期潜伏性故障的主要方法，其原理是通过分析变压器绝缘油中溶解的气体种类、气体含量及气体变化速率等数据，可以初步判断油浸式电力变压器的日常运行状态，作为电力变压器运行维护和故障分析的重压参考。
DGA分析不仅是油浸式变压器日常维护预防性试验项目的首选，油浸式变压器故障时，DGA分析也是必须进行的试验项目。
因此定期检测和分析油浸式变压器运行绝缘油油样，可以及时发现变压器油中产生的异常气体，保证变压器的安全可靠运行，提升供电安全可靠性，降低事故停电具有重要意义。
2故障描述2018年1月份，江苏某海上风场现场运维人员对46#风电机组塔筒内的35kv油浸式变压器（变压器主要参数：额度变比36.75/0.69,kV,F级绝缘，容量4.5MW，连接组别DYn-11，2016年8月投运）进行例行DGA检测时，发现变压器油油样异常，其中C2H2含量为402.5ppm，超出油中溶解气体含量注意值（注意值：5ppm），于是决定对该台变压器进行跟踪检测。
2018年2月份日重新进行了DGA油样检测，发现C2H6，C2H4及C2H2有上升趋势，尤其C2H2升高趋势明显（见表一）。
表一 DGA特性气体检测数据采用绝对产气速率法计算C2H2气体的增长率（即产气速率）：3.05mL/d（见下“绝对产气率计算公式”，其中：m=1.32t，ρ取0.97t/m3（20°C，Midle7131））：远超密封式运行中设备油中溶解气体绝对产气速率注意值0.2mL/d；初步判定该变压器运行存在异常情况。
油浸式变压器故障诊断的研究
油浸式变压器故障诊断的研究摘要：电力变压器已广泛应用于电力系统中，如何对电力变压器的运行状态和故障的现象进行准确地掌握和判断，并及时采取正确的措施进行处理，对于提高电力系统运行的安全性、可靠性和经济性具有非常重要的意义。
本文介绍了油浸式变压器的常见故障诊断及处理方法。
关键词：油浸式变压器；诊断；处理1前言目前，油浸式电力变压器故障在线监测方法主要有顶层油温监测法、气体分析法、放电检测法、振动分析法、频率响应检测法、绕组温度监测法、红外热像法、接地电流监测法、油中水分分析法等。
除了顶层油温监测法外，其他方法因监测设备可能影响变压器电气性能、覆盖故障类型不全面，且维护工作量大、成本较高等原因，均没有得到普及应用。
2变压器故障分类及产生原因油浸式电力变压器由多种材料构成的部件组成，不同的部件可能出现多种类型的故障。
下面以油浸式三相电力变压器为例进行故障分类。
2.1变压器故障的３层分类根据分类原理与原则，为了探索变压器各类故障在其表面产生的温度变化，采用“部件－故障原因－温升现象”的３层分类方案：第１层：按部件属性分类，列出所有部件。
第２层：按部件故障的产生原因分类，囊括导致故障的所有原因。
第３层：按部件故障的温度现象分类，判别是否有温度变化现象。
2.2铁芯及夹件故障分类导致铁芯多点接地的主要原因有铁芯绝缘纸板或木块脱落、铁芯接地线绝缘不良、硅钢片翘凸部分触及接地部位、铁芯绝缘间隙存在导电污垢或异物、铁芯底部木垫脚绝缘不良和铁芯与夹件间绝缘不良等。
当夹件与铁芯间绝缘不良、夹件接地线过长且绝缘不良时，可能出现铁芯夹件多点接地故障。
如果接地线连接螺栓松动、锈蚀、烧损等，将使铁芯及夹件接地不良。
铁芯硅钢片间绝缘不良往往是因硅钢片间绝缘材料性能下降、铁芯与夹件间绝缘不良或铁芯及夹件接地线绝缘不良等造成的。
若制造工艺或材质出现问题，则可能使铁芯电屏蔽层开焊和断裂，造成更严重的绝缘不良。
2.3绕组及引线故障分类绕组变形故障由负载冲击电流（如短路）、运输或安装过程中受到冲撞和绕组固定强度降低等因素引起。
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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。
判断加权组合后模型的预测精度,并对后期的气体变化情况做出合理预测,分析预测结果,说明预测模型的时效性。