基于溶解气体的电力变压器内部故障诊断方法

浅谈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。

一、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。

二、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。

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。

现代国企研究 2016. 12（下）162案 例 AN LI摘要：变压器内部潜伏故障可以通过油中溶解气体分析法，来对变压器进行检查和诊断来实现的。

本文不仅呈现了在实际工作中正确消除缺陷的案例，而且系统的阐述了在变压器故障综合判断中是如何具体运用油中溶解气体分析法的。

关键词：变压器；油中溶解气体；判断故障油中溶解气体分析法是主要应用于检测变压器状态的一种较为有效的方法，具体做法是在电正常的工作状态下，利用气相色谱法对变压器内的油样进行一定量的采集，采用溶解气体的办法进行分析和诊断。

一、油中溶解气体分析法判断变压器故障的原理一般来说，油中溶解气体分析法大大优于电气试验法，究其原因是，电气试验法需要较为充足的电气量来反映出变压器当时的现状，才能对变压器内部的故障作出准确的判断。

而电气的特性只有在变压器内部的故障发展到一定的程度才会发生质的改变，也只有这样的电气量才适合用电气试验法。

与此相反，油中溶解气体分析法可以通过油中溶解气体的具体含量完全有效的诊断出变压器内部潜伏性的一些故障，这样就可以做到用最低的成本把一些事故防范于未然，把损失降到最低，以实现利润的最大化。

二、油中溶解气体分析法判断变压器故障方法在诊断充油电气设备故障时可以充分的运用油中溶解气体分析法并配合其他的试验手段来完成，但在此之前要准确的判断油中溶解气体形成的具体原因是什么，例如，是来源于变压器内部故障的因素还是来源于变压器本体非故障因素。

油中溶解气体的产生，究其原因来自于以下几种情况，一是变压器内部存在的放电性和过热性故障，二是变压器内部的受潮，三是非变压器故障的一些因素。

下面对油中溶解气体分析法判断变压器故障进行具体的说明：（1）检测变压器箱体进行带油补焊时发生的故障。

一般情况下，在对变压器箱体进行焊接过程中会产生大量H 2和烃类气体,这是由于油在焊接的高温下分解而形成的，这样就很容易产生误导，把它当做是一种高温兼放电故障来进行处理。