电力变压器故障预测与健康管理:挑战与展望

发布时间：2020-01-28 17:33

【摘要】：电力变压器故障机理复杂且维修成本高昂,对电力系统的安全稳定运行具有明显的消极影响。在数据完备的情况下,获得变压器运行状态的健康指标,对其进行适当的状态维护或预防性维护,对电力系统安全稳定运行具有显著的积极作用。而当前的研究成果大多关注变压器健康管理的某一层面或某一阶段,致使研究成果较为孤立、集成性较差。首先,梳理了目前电力变压器研究存在的主要问题,并给出了基于故障预测与健康管理(PHM)的解决思路;然后,初步界定了电力变压器PHM的管理周期,并系统分析了国内外针对电力变压器健康监测、故障诊断与预测的研究成果;最后,讨论并展望了未来开展大型电力变压器PHM的若干问题。
【图文】：

次发生该故障的时间等信息。故障预测的目的是将老化电力变压器的当前健康状态投射到未来的健康状态，并估计其ＲＵＬ和关联置信区间，运维人员可根据预测结果采取适当的预防性维护工作。３）行动阶段，包括决策支持和系统级应用过程。决策支持其实渗透于电力变压器ＰＨＭ周期的各个阶段，其作用主要是根据不同阶段结果，为运维提供决策支持。最后，将各阶段研究成果集成并形成一套完整的电力变压器健康管理系统。在电力变压器ＰＨＭ周期的基础上，可以给出适合电力变压器ＰＨＭ的基本流程框架，如图３所示。通过该框架，可以使研究人员更好地开展基于ＰＨＭ理论体系的电力变压器相关研究。在一定程度上，保证了研究的完整性和研究成果的集成性。图３电力变压器ＰＨＭ的一般框架Ｆｉｇ．３ＡｇｅｎｅｒａｌｆｒａｍｅｗｏｒｋｆｏｒＰＨＭｏｆｔｒａｎｓｆｏｒｍｅｒ３电力变压器ＰＨＭ研究现状及趋势分析需要指出的是，，ＰＨＭ方法并不是一个用来解决变压器状态管理问题的新方法，将其引入电力变１５８２０１７，４１（２３）·综述·

类可能被普适的分类规则所局限，在今后的研究中，可以尝试将训练数据样本以更多可能的方式进行划分，以期获取到更深层次的故障诊断结论。文献［７６］首先将变压器故障分为了电路故障、磁路故障以及围屏故障，各故障下又细分了多种故障原因。笔者曾在电力变压器故障诊断研究中，尝试了按照故障部位不同将数据集分为绕组故障、铁芯故障等，在各故障部位数据集中又将具体的故障原因进行分类，在故障诊断过程中，按照由宏观到微观，由故障部位到故障原因进行分级诊断，并取得了较好的故障诊断效果。所构建的模型如图６所示。图６基于多级决策的变压器故障诊断Ｆｉｇ．６Ｔｒａｎｓｆｏｒｍｅｒｆａｕｌｔｄｉａｇｎｏｓｉｓｂａｓｅｄｏｎｍｕｌｔｉ－ｌｅｖｅｌｄｅｃｉｓｉｏｎ１６２２０１７，４１（２３）·综述·

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