变压器基本工作原理范文第1篇

关键词：变压器;相间短路保护;原理;预防措施

中图分类号：TN715+ 文献标识码：A 文章编号：1006-8937（2015）02-0102-02

1 变压器保护装设的基本原则

变压器是电力系统中的重要供电元件，而其对于保证供电系统的稳定性和安全性都有着重大的意义，所以重视并优化变压器保护装设对于提高发电系统的运行效率以及经济效益都有着显著的作用。而对于变压器保护装设合理工作的基本原则，首先应该结合供电系统实际运行环境以及其不同的设计方案来构建，并保证其具体配置能达到可靠性、选择性、速动性、灵敏性这四个基本要求。但由于变压器类型与重要程度上的差异性，在对其实际的保护方案中，也必须根据不同工程的具体需要来提供可靠的继电保护装置。变压器一般装设以下保护：

瓦斯保护、纵差动保护或电流速断保护、过电流保护、零序电流保护以及防御对称过负荷的过负荷保护。而在对于变压器主保护的具体要求中，不同容量和机能的变压器都采用不同的主保护措施，电压在10 kV及以下、容量在10 MVA及以下的变压器采用电流速断保护;而一般采用纵差保护来维持电压在10 kV以上、容量在10 MVA以上的变压器的安全运行;对于电压在220 kV以上的变压器设备应装设数字式保护。当然，在对细分后的继电保护措施也有着不同的具体设计方案，以下简单介绍变压器差动保护和后备保护的基本工作原理和要求。

1.1 变压器相间短路差动保护的基本原理和要求

差动保护能防御变压器绕组和引线的多相短路、中性点直接接地电网侧绕组和引线的电路以及绕组匝间的短路现象，而其工作原理是根据基尔霍夫电流定理制成的，如图1所示。

差动保护把被保护的电路看作是一个节点，在稳定状态下即流进设备的电流和流出的电流相等，此时差动电流等于零。而当设备出现故障时，差动电流大于零，即此时流进设备的电流和流出的电流不相等。当差动电流大于差动保护装置的整定值时，上位机报警保护出口动作，将相关设备的各侧断路器跳开，使故障设备断开电源。

在对差动保护能高效维持变压器安全、稳定工作的基本要求中要做到以下几点：①能减小供电系统稳态情况下的不平衡电流，并当通过外部最大稳态短路电流时始终能维持各侧用的电流互感器的稳定运行;②能减小电流互感器的二次负荷，并相应的控制变压器差动保护专用的D级电流互感器中励磁电流的产生，并严格将差动保护回路的二次负荷控制在10%误差以下，而为实现这一工作目的，一般采用适当增大导线截面、缩短控制电缆长度这两方面的措施来尽量减少控制电缆的电阻或者采用弱电控制用的电流互感器等来实施运行方案;而为了进一步改善在一次侧电流较大的情况下，电流互感器容易饱和的情况，变压器差动保护设计方案一般采用带小气隙的电流互感器来减少不平衡电流，从而改善了电流互感器常见的暂态特征，有效地提高了变压器运行的安全性和稳定性。

1.2 变压器相间短路后备保护的基本原理和要求

变压器一般采用过电流保护或复合电压闭锁过流保护作为后备保护，其是对变压器主保护工作的补充，也可以说是对相邻线路的后备保护，其原理图如图2所示，是指当主保护出现运行故障时而产生了很短工作延时，另一个保护将启动并动作，将故障回路跳开，从而严格保障系统电路的安全性。

由于变压器类型与重要程度上的差异性，在对其实际的保护方案中，也必须根据不同工程的具体需要来提供可靠的继电保护装置，而在对于变压器后备保护的具体要求中，不同容量和机能的变压器都采用不同的后备保护措施，过电流保护措施适用于降压变压器;对于大容量的变压器组则采用负序电流和单项式低压过电流保护，以此来避免额定电流大而导致电路元件灵敏度达不到要求的情况。

2 变压器短路原因分析

就笔者在实践工作中的经验并且从变压器的短路事故统计中可以发现，短路事故中变压器损坏的主要原因是变压器本身的抗短路能力以及承受短路动稳定能力不足，其中，变压器的质量不达标严重影响了供电系统的运行效率，多数变压器是经过多次相间短路冲击下，或者是使用期较长，在经过多次过电流冲击之下，导致绕组变形的加剧而损坏，并且动作失灵。而变压器在短路情况发生时最容易发生变形的是低压绕组和平衡绕组、后使高中压绕组、铁芯和夹件。变压器在遭受突发短路时，高低压两侧都都会受到较大强度的短路电流冲击，并且大部分都因为不能及时跳闸而发生短路事故，而且往往在断路器还没有及时断开的很短时间内，短路电流产生与电流平方成正比的较强电动力将作用于变压器的绕组上，其中又具体分为辐向力和轴向力，在遭受短路情况时，此电动力中的辐向力会对高压绕组施以较强的张力，并使低压绕组受到压缩，因此，低压绕组会很容易产生变形，从而改变了变压器保护设备的内部特征，并严重降低了其工作效率。而在突发短路时产生的轴向力使绕组压缩、扭曲、鼓包和匝间短路。使高压低压绕组发生轴向位移。而在另一方面，由于在实践工作中对于变压器相间电路保护工作流程和方法都还不够科学、系统，因此，建立一个在适应实际供电系统运行环境的电路保护程序也是不可或缺的工作环节，而且其对于提高供电系统的运行效率、稳定性乃至经济效益都有着非凡的意义。

3 预防变压器短路现象的具体措施

3.1 加强变压器的质量检测工作

要保证变压器的质量要求，首先要规范对变压器的全过程管理工作。在订购变压器设备时，应该十分注意对于变压器的选型，要注意一些不同变压器应具备的特征细节，例如110 kV有载调压变压器中压侧不宜设调压线圈并且降压变压器最好能有67%及以上的自冷能力，而且优先选用已通过专业突发短路试验并检测合格的产品，并就所购变压器突发短路试验的试验报告进行分析，并进行相应的核算工作。而在对所购变压器进行出厂检测时，也要保变压器的各项性能在特殊短路情况实验下的数值能满足实际工作的需求，如在变压器出厂时应进行绕组变形试验来检验绕组承受突发短路时产生的轴向力的能力，并通过频响实验检验其相间频响特性是否具有良好的一致性，并将变压器的各项实验数据制表并科学分析，而为了保证实验数据具有代表性和准确性，需要通过多次试验来积累原始数据，并将多次结论前后进行对比，以检查变压器是否能正常运行，而这样的检查工作应该变压器投入使用后就定期开展，以保证变压器的良好运行状态，例如可以每5年对变压器进行一次绕组变形测试，以便对绕组变形的实时情况及变压器的健康状况充分的掌握，以此来控制变压器相间短路现象发生的概率。

3.2 合理进行变压器相间短路的保护工作

要保证变压器保护装设合理高效的工作，首先要严格遵守变压器保护装设合理工作的基本原则，并应该结合供电系统实际运行环境以及其不同的设计方案来构建，并保证其具体配置能达到可靠性、选择性、速动性、灵敏性这四个基本要求。在实践工作中，要根据现实情况来制定相应的变压器保护方案，并依据各个电路保护策略的具体特征，最终选择最优方案。并在处理相应的问题时，能做到对电路的及时保护，并在技术和管理上采取有效措施，改善变压器运行条件，最大限度防止或减少变压器的出口短路。

为减少变压器低压侧出口短路几率，可装设绝缘热缩保护材料在母线桥上，而对于110 kV及以上电压等级变压器出现出口短路、近区短路等故障时，应该立即对变压器的油作色谱分析。如色谱分析异常，应立即申请变压器停运，并做进一步的检查试验;如色谱分析正常，还应在短期内进行一次色谱分析，确认变压器的合理运行状态，并作出调查报告。而加强开关柜管理也是一项关键的工作，当变压器发生出口或近区短路时，应确保开关正确动作切除故障，也能控制短路现象的扩散，保证其他线路的安全。

4 结 语

总而言之，要降低变压器短路问题发生的几率，首先要保证变压器本身的质量合格，并且做到定期检查和修理;而在另一方面，变压器相间电路保护工作也是一项至关重要的环节，只有完善了变压器电路保护工作的各个工作流程，才能进一步提高供电系统的稳定性和安全性，并在一定程度上提升相关机构的经济效益，而且能改善现今越发频繁的变压器短路现象给人们日常生活带来的影响。所以，变压器相间短路保护应该逐渐成为我们的工作重心之一，并且值得进一步深化的研究和探讨。

参考文献：

[1] 周旭，包玉胜，尤旦峰，等.变压器相间后备保护的改进[J].电力系统自动化，2002，（7）.

变压器基本工作原理范文第2篇

[关键词]单相UPQC；控制算法；仿真

中图分类号：TF046.6 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2016）17-0262-02

1引言

本文提出了一种新型单相UPQC的拓扑结构，不需要用变压器，具有结构简单，成本低等优点，并针对这种拓扑结构也提出了相应的控制算法。论文首先介绍新型单相UPQC的拓扑和基本工作原理，接着，详细介绍新型单相UPQC负载侧的拓扑结构和与之相对应的控制算法，随后，介绍新型单相UPQC电网侧的结构和控制算法，并分别对负载侧和电网侧进行建模仿真。结果表明本文提出的拓扑和相应的控制算法相结合，具有较好的补偿特性，能够同时解决配电系统中典型的电能质量问题。

2新型单相UPQC的拓扑结构和工作原理

本文提出的新型单相统一电能质量控制器UPQC的基本拓扑如图1所示

图1所示的拓扑结构中，两个半桥逆变器的直流侧通过共同母线电容连接起来，电网侧部分经输入滤波器接入电网侧，主要用来补偿电流质量问题；负载侧部分中逆变器和开关K1协调工作，经输出滤波器接入负载侧，主要是用来调制电压暂降和暂升等典型的电压电能质量问题。

3新型单相UPQC负载侧控制策略

新型单相UPQC负载侧的拓扑结构如图2所示

工作原理分析：

工作模态1：输入为额定电压（纯净正弦波），K1闭合，逆变桥K2，K3断开，由输入直接给负载供电，输出为纯净的正弦波。

工作模态2：输入电压低于额定电压时，正半周时，逆变桥的K3管断开，K2管和K1互补开通，负半周时，逆变桥的K2管断开，K3管和K1互补开通。

工作模态3：输入电压高于额定电压时，逆变桥的K2管断开，K3管和K1互补开通，负半周时，逆变桥的K3管断开，K2管和K1互补开通。

这部分具有消除电压暂降、暂升等功能。由上面的工作原理分析可得负载部分逆变器和开关K1的调制波形如图3所示。

在一个周期内，电网电压的基波成分是电网实际电压和逆变器输出电压两者之和滤波得到的。根据伏秒平衡原理可以得到：

假设：标准正弦电压为：

电网的实际电压为：

逆变器直流侧的电压为：

开关K1的占空比为D，因为逆变器和K1是互补导通的，则逆变器的占空比为1-D，K1和逆变器协调调制后输出的基波应该和标准正弦电压相等，开关K1和逆变器协调调制后的波形如图3所示。

于是得到：（正半周为正，负半周为负）

（3）

则得到 （4）

得到开关K1的占空比D以后，再和三角波进行比较就能得到开关K1的PWM波，对其进行取反就能得到逆变器的PWM波，由此得到负载侧的控制框图如图4所示。

根据控制原理框图得到负载侧的控制原理图如图5所示。

4新型单相UPQC电网侧控制策略

电网侧逆变器经输入滤波器接入电网侧，用来补偿无功、谐波、不平衡电流，电网侧的主电路基本拓扑结构采用的是半桥结构，如图6（a）所示

电网侧部分工作原理如图6（b）所示：有源电力滤波器通过检测电路检测出负载电流的谐波分量为，将其作为指令信号，由补偿电流发生电路产生的补偿电流ic与负载电流中的谐波成分大小相等、方向相反，所以两者相互抵消，使得电源电流中只含基波，不含谐波[5-8]。

对于新型单相UPQC电网侧部分，论文先是采用负载电流基波有功分量法（检测原理如图7所示），把谐波电流提取出来作为指令信号，再通过滞环比较控制方式（如图8所示）来控制逆变器输出补偿信号进行补偿。

变压器基本工作原理范文第3篇

【关键字】变电站；电压无功；VQC

前言

供电质量和可靠性作为衡量电能质量重要标志——电压，是电力系统的稳定性的一个重要指标，电压是否稳定对电力设备的安全运行具有显着的影响。无功是影响电压质量的一个重要因素，保证电压质量的重要条件是保持无功功率的平衡，即要求系统中无功电源所供应的无功功率等于系统中无功负荷与无功损耗之和，也就是使电力系统在任一时间和任一负荷时的无功总出力（含无功补偿）与无功总负荷（含无功总损耗）保持平衡，以满足电压质量要求。

1、电压无功控制

目前在我国的大部分变电站的运行中，对于电压的无功控制方式主要是通过使用无功功率自动控制装置来实现的。这种电压无功控制方式的工作原理是通过有载变压器与并联电容补偿器综合作用而进行的对变电站中某部分电压以及其无功补偿的自动调节，这样就可以有效的保障符合侧母线的电压大小可以控制在技术规定的范围内，使其进线功率最大程度的接近1。

电压无功控制可以在很大程度上保证变电站设备的电压可以保持基本稳定，无功相对平衡，另外也可以大大降低对变压器与电容器的调节频率。如果在变压器与电容器的日常工作运行中频繁的开启和闭合其接头或开关，就很容易造成变压器或开关接头的使用故障，极大的影响了设备的正常运行，对于保持电压的稳定也会带来一定的影响。因此，在实际的变电站工作中，操作人员一定要严格控制对有载调压变压器与并联补偿电容器的分接头或者开关的使用次数。采用合适有效的控制方法，不仅可以使电容器组工作中产生的运行温度大大降低，而且也能降低变压器或电容器的开关使用频率，使得设备的使用寿命更长，性能更稳定。

2、电压控制的方法和原则

在长期以来变电站的日常工作运行中，电力技术人员根据相关电力专业知识和自身经验总结了很多行之有效的电压控制方法，并指出了一些在对电压进行控制时应当遵守的基本原则。现本文将其整理后展示如下，以供同行参考。

2.1电压控制的方法

对变电站的电压与无功进行控制的方法主要是通过对变压器或电容器的分接头的使用方式来进行的。即在采用有效措施后使变压器的分接头和投切电容器组实现合理调节的目的，这样以来，变电站的电压就相对较为稳定，供电质量较高，同时也可以达到无功潮流正常平衡的目的。调节分接头和投切电容器对电压和无功的影响为：上调分接头电压上升、无功上升，下调分接头电压下降、无功下降；投入电容器无功下降、电压上升，切除电容器无功上升、电压下降。

2.2调控电压无功的原则

在变电站电压无功的控制过程中，始终要掌握一些基本原则，这是合理实现预期调节电压无功效果的根本依据。只有在以调节电压无功的基本原则为指导的基础上，才能防止操作失误而带来不可估量的后果。

首先，在调控电压无功时要明确变电站的电压所能允许的最大值和最小值，只有掌握本变电站的电压调控值的范围，才能采取有效措施进行调控。一般在220KV的变电站运行中，母线为110KV时，其电压允许偏差值为：106.7～117.7KV；而对于母线为10KV时，无论是220KV还是110KV的变电站所允许的电压值上下浮动都必须控制在10.0～10.7KV之内。

其次，在对补偿电容器进行调节管控时，要遵循投退管理原则，即以控制各电压等级母线电压在允许偏差范围之内，并实现无功功率就地平衡为主要目标，原则上不允许无功功率经主变高压侧向电网倒送，同时保证在电压合格范围内尽量提高电压。一般情况下：峰期（7：00--23：00）应按上述要求分组投入电容器组，谷期（23：00--次日7：00）应按上述要求分组退出电容器组。

3、电压无功自动控制装置

在以往的变电站运行中，常常是采用人工的方式进行相关的电压无功调控，这种陈旧老套的控制方法不但需要耗费变电站值班人员的大量精力，加重了其负担，增大了工作量，同时也不能很好的实现电压无功控制的目的。这是因为人工调节的主观因素太大，如果值班人员的判断或操作失误，就会严重影响到调控的合理性，不利于变电站的稳定电力供应。随着人们对供电质量的要求更高，大多数变电站都是采用的无人值班变电站，这样以来，人工操控电压无功就很难实现。

在科技的推动下，目前我国有越来越多的变电站采用电压无功自动调控装置（VQC），这种自动控制装置很好的满足了现代变电站电压控制的需求，实现了电压无功的控制最优化。VQC可以自动识别系统的一次接线方式、运行模式，并根据系统的运行方式和工况以及具体要求，采取对应的优化措施，使电压无功满足整定的范围。同时VQC具有丰富的闭锁功能，保证系统安全运行，而且用户可以根据需要灵活配置相关遥信作为闭锁信号。对于电容器组的投切，用户可以自行定义投切的顺序。

4、VQC的控制策略

VQC根据低压侧电压和无功（或功率因数）的越限情况，将控制策略划分为不同区域，在各个区域内采取相应的控制策略。除了常规控制模式，一般采取电容器优先模式，在实施调节策略之前，VQC根据给定的参数预测调节的结果，如果调节后会造成低压侧无功/功率因数越限、低压侧电压越限，则后台VQC会调整动作策略或不动作。

4.1当电压越上限，无功越上限/功率因数越下限时：下调分接头，如果分接头不可调则切除电容器。

4.2当电压正常，无功越上限/功率因数越下限时：电压未接近上限时，投入电容器，若无电容器可投，则不动作；电压接近上限时，如果有可投的电容器则下调分接头，否则不动作。

4.3当电压越下限，无功越上限/功率因数越下限时：投入电容器，如果投电容器会导致无功/功率因数反方向越限或者无电容器可投，则上调分接头，如果分接头不可调，则强投电容器。

4.4当电压越下限，无功越下限/功率因数越上限时：上调分接头，如果分接头不可调则投入电容器。

4.5当电压正常，无功越下限/功率因数越上限，电压未接近下限时，切除电容器，若无电容器可切，则不动作；电压接近下限时，如果有可切的电容器则上调分接头，否则不动作。

4.6当电压正常，无功正常/功率因数正常时，中压侧越上限，下调分接头；中压侧越下限，上调分接头；中压侧电压正常则不动作。

变压器基本工作原理范文第4篇

关键词：变压器；动态故障树；故障诊断；专家系统

中图分类号：TM411；TP311.5 文献标志码：A 文章编号：1006-8228(2016)01-05-040

引言

随着我国智能电网建设的推进，电力系统已迈向了大电网、高电压的发展阶段，这对电网供电的安全性与可靠性提出了更高的要求。变压器作为电力系统最关键的设备之一，起着变换电压、传输能量的重要作用，其运行状况直接影响到电力系统的安全稳定运行。若一台大容量变压器发生故障，而其检修周期又长，将会造成巨大的经济损失和不良的社会影响，特别是与发电机直接相连接的变压器将迫使发电机停止发电而造成更大的损失。据统计，2006年-2011年云南电网110kV及以上变压器发生跳闸故障14次，严重影响了云南电网的安全运行[1]。因此，研究变压器发生故障的类型与特征，分析故障发生的原因与机理，研究一个实用性强、可靠性高的诊断分析系统，及时掌握变压器的运行状况，提高其平均无故障时间和运行可靠性，对推进云南电网公司设备状态检修、提高电力系统安全性和可靠性都具有重要的意义。本文通过分析变压器的故障形式、症状、原因，以动态故障树分析法为理论基础，初步构建了变压器的故障树，实现了一个较为实用的变压器故障诊断分析系统，对提高变压器安全可靠运行起到了一定的积极作用。

1系统功能设计

1.1系统业务流程

故障诊断分析的目的是根据变压器的运行参数、试验数据与基本台账等状态信息，判断设备的健康状态，并对发生故障的原因进行分析，为运行工作人员提供有力的检修依据[2-3]。当系统对接入的在线监测数据、试验数据（停电试验、带电检测等）、巡检数据等原始数据，一方面存储到原始数据库，另一方面结合历史数据和设备基本资料，经过阈值判断、坏点剔除、趋势分析等处理与分析后得到系统能够识别的故障状态量，然后再根据系统所建立的诊断知识库进行诊断分析，实现设备的故障原因分析及定位，并将分析诊断结果保存到诊断分析结果库中。简单的说，系统数据流为：原始数据—故障状态量诊断分析。如图1所示。

1.2功能模块设计

依据结构化设计方法，结合系统业务需求，系统主要包括基础数据管理、试验数据、诊断分析和权限管理四大模块。⑴基础数据管理。基础管理包括设备设备管理与试验数据录入两部分，分别实现设备台账信息与试验、巡检等基础数据的录入与管理功能，是系统实现变压器故障诊断分析的基础。⑵权限管理。权限管理实现对系统用户基本信息及操作权限进行管理和控制，从而保证系统的信息安全。本系统中支持用户组和用户两种设置权限的方法，且可以同时使用，两者的交集作为用户的最终权限。⑶试验数据展示。试验数据展示是以折线图、柱状图、雷达图或大卫三角、立体图等形式展示设备原始数据或分析处理之后的数据，供用户查看与分析。⑷诊断分析。诊断分析是系统的核心模块，包括故障树和故障分析两个部分。其中，故障树模块实现对变压器故障树的编辑与动态维护，是系统诊断专家知识库的管理入口；诊断分析依据设备的运行状态信息，利用系统诊断知识库判断设备运行状态，分析发生故障的可能原因并进行定位，为运行和检修人员提供支持。

2变压器故障诊断

2.1DFTA与专家系统

故障树是一种特殊的树状逻辑因果关系图，它用图形演绎逻辑推理方法，用图清晰地说明了系统的失效原因，把系统的故障与组成系统的部件的故障有机地联系在一起，可以找出系统全部的失效状态和传播路径[4-5]。DFTA是至少包含一个动态逻辑门的故障树，具有动态的系统性能，能对具有顺序相关、资源共享、可修复和冷热备份的系统进行故障分析的方法[6]。本文所研究的动态故障树分析法与其传统概念有所不同，其“动态”主要体现在该诊断系统中故障树的动态构建、维护与更新，也是系统自学功能的体现。专家系统是结合人工智能技术和计算机技术，利用专家的知识和经验，进行推理判断，模拟专家作出决策的智能化信息系统[7]。本文所研究的变压器故障诊断专家系统，其专家知识库是以故障树为理论基础和载体，通过故障树这种特殊的图形化方式形象而直观的表达了专家诊断知识，将之前的专家知识库的黑匣子公开化、透明化，方便用户查看与分析。

2.2变压器常见故障

故障诊断的实质是运行状态的模式识别过程，主要包括故障状态量信息获取与预处理、特征信息提取和故障识别三个步骤。变压器结构复杂，故障形式、症状、原因和演变机理的复杂多样，在运行中发生的故障很难以某一判据判断故障的类型和位置。熟悉变压器的常见故障、故障现象及原因对于本文构建变压器故障树和实现变压器故障诊断分析具有重要的意义。油浸式电力变压器的故障可分为内部故障和外部故障两种。内部故障主要有相间短路、匝间短路、局部放电、局部过热、绝缘油异常等；外部故障主要有油箱或套管渗漏油、套管闪络、引出线故障等。内部故障根据常见的故障易发部位可分为绝缘故障、铁心故障、分接开关故障、绕组故障等，这些故障的发生可能同时伴随着热故障和电故障两种类型；外部故障虽然更为常见，但比较容易发现及诊断。变压器绕组故障模式可分为短路、断路、松动、变形、移位、烧损，其中绕组短路又可分为层间短路、匝间短路、饼间短路、股间短路。绕组故障大部分由于绕组本身结构和绝缘不合理引起，以绕组短路出现概率最高，不仅涉及绕组本身，还对铁心、引线、绝缘屏等有极大影响。绕组短路时，变压器内部会出现局部高温或高能放电。变压器绕组松动、变形、失稳、绝缘损伤，会使抗短路能力变差，若遭到外部短路、雷击等不良工况，会使绕组松散、场强分布不均，导致局部放电；松散导线在电磁力作用下，互相摩擦划破绝缘，引起绕组烧损，绝缘局部碳化，最终形成绕组短路。由于篇幅所限，其他故障类型的故障模式不再一一分析说明。

2.3构建变压器故障树

构建故障树是实现故障诊断的最为关键的一步，故障树直接决定了系统诊断结果的准确性与可靠性。故障树的构建过程实质上是建立系统专家诊断知识库的过程，也是用树形结构图形化展示变压器故障与导致其发生原因之间逻辑关系的过程。变压器结构复杂，故障形式和原因多样，使得其故障树层级多，显得较为庞大。为了方便用户建树与查看分析，故障树必须有一个清晰明了的结构，可以根据故障类型和结构组成将变压器故障树分解为多个子树，子树又可以再进行分解。在本系统中，组成故障树的基本元素是故障节点，每一个故障节点包含名称、逻辑、阈值、试验建议和故障描述等基本属性，且故障节点可以绑定相关的判据变量和故障发生的部件。与节点绑定的判据变量具有一定的权重，当异常变量的权重大于节点的阈值时，该节点将被认定为发生故障的节点。其中，故障节点之间有“与”、“或”、“非”等关系，变量之间有“与”和“或”的关系，如图2所示。根据前文对变压器主要故障模式的整理与分析，可以依据故障树理论构建变压器故障树。放电故障中的局部放电故障子树如图3所示。

3系统典型应用

3.1诊断分析实例

⑴原始数据现场某一台220kV变压器具有以下几种现场运行及试验数据如表1-表3。⑵数据分析处理系统经过分析，三比值法计算得编码102，为高能量放电；绕组绝缘电阻，吸收比和极化指数正常；高中-低地电容量比异常前试验增长16.2%（原为15350pF），低-高中地电容量比异常前试验增长13%（原为24070pF），稳定绕组电容量无明显变化。最终，系统得到故障状态量为：本体放电故障、绕组电容量。⑶分析诊断结果以系统得到的状态量结果为输入量，系统依据诊断知识库得出诊断结果为绕组变形和绕组放电，故障节点以红色背景突出显示。事后经过吊罩解体检查，发现该变压器中压绕组三相都存在不同程度的变形，但都没有发现放电痕迹，从而证实了系统诊断分析结果的正确性。

3.2系统特点

⑴案例库比对分析与自学功能。当系统进行诊断分析时，若不能给出诊断分析结果，则系统将会自动启动案例库比对分析，将当前输入的诊断变量与案例库进行匹配分析，并输出匹配结果，用户可以根据匹配结果自行查看相应的案例分析。若没有找到与其相匹配的案例，当前诊断案例将作为一新的案例补充到案例库中。⑵人机交互性。系统诊断分析之后，将分析结果按可能原因的概率从高到低以表格的形式提供给用户，用户若对诊断结果有所怀疑或发现诊断变量值有明显错误，可以人工修改诊断变量的值进行重新诊断并保存结果。此外，系统还会依据统计学的理论和原理，利用预先设定的算法对该类变压器故障树知识库中各个可能原因的概率进行动态的更新，从而提高下次诊断结果的准确性和可靠性。⑶实时性。当系统接到原始数据之后，会立即对其进行阈值判断、趋势分析和比对分析的等处理，得出与其对应的状态量，再由系统进行诊断分析，这样能够使运行人员及时掌握设备的运行状况与健康状态。

4总结

本文以DFTA和专家系统为基础，阐述了变压器诊断分析的思路，构建了一个实用化的变压器诊断知识库和诊断平台，以图形化的方式向研究人员再现了故障的演变过程和机理，对推进云南电网公司设备状态检修、提高电力系统安全性和可靠性都具有重要的意义。随着系统的长期运行，系统的诊断知识将不断地积累而变得更为丰富，其诊断可靠性也将进一步提高。由于时间和条件的限制，有些工作需要进一步研究，如故障树优化与完善、DFTA的定量分析与计算等。

参考文献(References)：

[1]刘娜,高文胜,谈克雄等.大型电力变压器故障树的构建与分析[J].中国电力,2003.36(11):33-36

[2]高顺川.动态故障树分析方法及其实现[D].国防科技大学,2005.

[3]王美铃.基于多知识库电力变压器故障诊断专家系统[D].中南大学,2011.

[4]孙喆.电力变压器的常见故障分析及处理措施[J].黑龙江科技信息,2009.28.

[5]张启清.电力变压器故障诊断专家系统的研究[J].重庆大学,2002.

[6]王晓莺.变压器故障与监测[M].机械工业出版社,2004.

变压器基本工作原理范文第5篇

关键词：变电站 一次设备 常见故障 排除方式

经济快速发展，电力系统稳定性逐渐提升，安全性成为经济发展的重要保证，由于影响因素比较多，因此在设备管理阶段，需要从根本运行方面入手，保证电网的稳定性。在日常工作中，要及时对故障进行调整，保证电网的正常运行。变电站是电网系统的中心枢纽，承担电网系统的发电、输电等工作，只有做好管理工作，才能实现其有序进行。

1.变电站一次设备的主要构成和作用

变电站一次设备主要是由变压器、隔离开关和电压器组成的，考虑到作用和特点等变化，需要对承担交换电能的作用进行分析，做好故障的排除工作，为了保证电压的稳定性，需要掌握变电站组成。

变压器主要承担交换电能的作用，为了实现电网和用电设施的电流、电压的转换，需要稳定电压，合理进行操作。以在电压稳定性作为基础，开断依据以回路负荷作为基础，以交换功能以及电压以及电流作为基础，为了实现整体保护作用，需要合理应用灭弧装置，如果回路电流出现异常，则需要以电流保护作为基础，进行后续操作。根据电流应用要求可知，在承载力以及开断操作过程中，要尽量维持稳定性，对变压器进行调整，使其在运行中发挥重要的作用。以电容处理作为基础，为了_到无功效果，要掌握功率和系数，提升应用优势[1]。

2.变电站一次设备常见的故障

根据变电站应用形式的具体要求，在实施过程中要做好故障分析工作，依据处理要求进行实施。以下将对变电站一次设备常见的故障进行分析。

2.1 变压器

以变压器常见故障作为基础，为了避免出现渗漏或者其他故障，则需要提前对故障进行掌握，以外侧依附黑亮油液作为基础，变压器出现漏油或者渗油的现象，会导致变压器焊接质量不高，甚至出现密封性差的现象。在外力作用的影响下，如果不及时进行密封，则会出现严重的膨胀的现象，为了避免出现渗漏或者膨胀的现象，需要对温度进行测量，避免出现温度异常的情况。此外以变压器温度调整作为基础，需要对变压器的原件属性掌握，铁芯容易出现短路的现象，涡流以及漏磁常见，如果出现设备发热或者其他现象，会导致线圈绝缘性降低，短路现象明显。以变压器超负荷运行机制作为基础，要定期进行维修和保养，对散热电阻性能进行掌握，做好排除处理工作，提升其应用性能[2]。

2.2 隔离开关

隔离开关常见的故障是开关接触不良，变压器的隔离开关如果出现接触不良或者其他现象，则会导致接线部位接触不合格，出现温度异常的现象。造成隔离开关接触不良的原因比较多，以开关应用原理作为基础，在接触面设计过程中容易出现不同程度的问题，需做好隔离开关的安装工艺，避免出现接触不稳定的现象。此外为了避免出现严重的摩擦现象，要做好保养工作，按照人工操作规范执行，避免出现其他类型的故障。

2.3 高压低压电容器设计

高压低压断路器的故障比较多，多是由于错误操作引起的，如果存在拒绝操作或者运行异常的现象，则会导致断路器受到影响，如果电压或者电网比较大，断路器的合闸器件存在一定的局限性，如果操作不合理则会出现失误操作的现象。对电路和零线进行处理的阶段，为了避免出现错误操作或者操作异常的现象，要做好电路的保护工作，以故障评价和判断作为基础，需要做好排除处理工作，按照要求进行判断，保证故障处理的有效性。

变电站电容器常见的故障包括：开路损坏、短路或者漏电等，针对损耗量的具体要求，需要做好电容量的调整工作，此外由于变电站点容易损坏比较常见，要做好检查工作，避免出现严重的损坏或者漏洞[3]。

3.变电站一次设备故障的排除方式

针对变电站管理机制的具体要求，在实施过程中要做好故障的排除工作，按照要求进行应用。以下将对变电站一次设备故障的排除方式进行分析。

3.1 变压器设备的排除技巧

某变电站一台110KV、31.5MVA的变压器出现异常以及短路的现象，导致主变压器开关跳开，经过检查后发现，高压组温度比较高，出现严重的变形现象，导致变压器底座存在锈蚀的现象。工作人员对其进行分析后证明，是由于电压器短路引起的，短路后变压器在原件出现松散的情况，加上变压器垫块位移现象严重，绕组失去了稳定性，导致故障增加。在故障排除的过程中，工作人员需要对变压器的原件进行清洁处理，考虑到绝缘性以及线路检测的具体要求，对开路情况调整后，加入拉紧装置，能保证结构的稳定性和完整性。考虑到绝缘设置以及夹件的要求，需要做好绝缘设置工作，按照变压器应用要求实施，开展短路试验，提升冲击能力，最大程度排除故障，进而提升其应用效果[4]。

3.2 隔离开关故障排除

根据变电站检查的要求可知，在故障分析过程中需要做好解锁工作，如果存在无法适应的现象，则要按照操作流程和要求进行处理。以开关原件以及变电站设备接触部位的稳固性作为基础，做好检查工作，如果开合阶段存在卡滞的现象，则需要做好开关的检查工作，必要时更换，工作人员要对更合理开关定期检查，如果存在残渣的现象及时清理，更换弧罩。在断路器故障排除阶段，可以综合采用各种措施，做好牢固性检查工作，以设备负荷监测作为基础，按照接地线路连接程序进行应用。

3.3 电容器故障排除方式

某配电站配备的2台电容器在运行的过程中，存在被烧坏的现象，如果接触更大的接触器，仍然存在风险。工作人员对线路进行接线实验的过程中应用万用表对故障进行排除和检查，发现故障的原因是由于电路接线不合理引起的，考虑到电容器以及放电电阻的方式要求，可以最大程度减少触点压力，避免类似事件的出现。此外在电容器故障排除的过程中，借助电容量对其进行检测后，可以对档位进行调整，以CX插座测试为例，要检查是否存在误差，保证电容量数据误差最低，保证其正常运行。

4.结束语

针对变电站一次设备常见的故障特殊性，需要做好排除工作，结合应用要求实施，避免出现处理不当或者排除方案不合理的现象。

参考文献：

[1]张伟，董小清，王成成.变电站一次设备常见故障及排除技巧[J].中小企业管理与科技（中旬刊），2015，07（01）：230-231.

[2]董宝强.浅谈变电站运行中常见的几种高低压设备故障及排除方法[J].现代国企研究，2015，04（12）：97.