煤化工變壓器的運(yùn)行故障及診斷處理

劉壯壯(陜煤集團(tuán)榆林化學(xué)有限責(zé)任公司， 陜西 榆林 719000)

0 引言

變壓器是一種十分重要的設(shè)備，同時(shí)也是供電系統(tǒng)當(dāng)中的重要元器件。因此，該設(shè)備的運(yùn)行狀態(tài)，會(huì)直接影響到化工企業(yè)的自身施工，主要體現(xiàn)在施工安全與施工效率方面。在其化工廠變壓器的運(yùn)行過(guò)程中，經(jīng)常會(huì)受到化工廠特殊環(huán)境的影響。導(dǎo)致變壓器會(huì)在具體的運(yùn)行過(guò)程中出現(xiàn)各種類型的故障信息。對(duì)于這種問(wèn)題，則需要有效的保障對(duì)其中各種故障進(jìn)行分析與處理，從而保證煤化工的順利生產(chǎn)。

1 化工廠變壓器常見故障問(wèn)題

1.1 鐵芯故障

鐵芯故障問(wèn)題成為了現(xiàn)階段變壓器出現(xiàn)的主要問(wèn)題。對(duì)于這種故障，主要就是由于鐵芯在實(shí)際使用的過(guò)程中出現(xiàn)局部發(fā)熱的情況；同時(shí)在少數(shù)情況下，也會(huì)由于鐵芯因被禁錮在螺桿當(dāng)中，從而出現(xiàn)了局部的絕緣不良，進(jìn)而導(dǎo)致局部發(fā)熱的出現(xiàn)?，F(xiàn)階段在研究的過(guò)程中，發(fā)現(xiàn)鐵芯的局部發(fā)熱問(wèn)題當(dāng)中，基本上可以分為內(nèi)部因素與外界因素這兩種故障誘導(dǎo)因素。而在變壓器內(nèi)部鐵芯多點(diǎn)接地，同時(shí)在鐵芯之間的絕緣膜出現(xiàn)不同程度的短路問(wèn)題之后，也會(huì)導(dǎo)致變壓器的繞組出現(xiàn)嚴(yán)重老化。另外，也會(huì)導(dǎo)致鐵芯內(nèi)部局部出現(xiàn)發(fā)熱問(wèn)題。因此，以此變壓器的輸入電壓高于額定電壓，或者在接入能源的電壓方面出現(xiàn)不穩(wěn)定地情況，就會(huì)直接導(dǎo)致在變壓器的外部線路上出現(xiàn)不同程度的短路問(wèn)題；同時(shí)，對(duì)于鐵芯緊固螺桿而言，也會(huì)受到絕緣性不良的影響，導(dǎo)致變壓器出現(xiàn)局部的發(fā)熱問(wèn)題。因此，就需要對(duì)這樣的故障問(wèn)題處理，進(jìn)行針對(duì)性的測(cè)試與分析，以此判斷電阻是否滿足實(shí)際的使用需求。

1.2 繞組故障

出現(xiàn)的繞組故障問(wèn)題，就是一種變壓器在實(shí)際的運(yùn)行中，所經(jīng)常困擾工作人員的故障類型。同時(shí)，這種故障也會(huì)對(duì)變壓器的使用壽命造成直接的影響。例如，在變壓器的實(shí)際運(yùn)行過(guò)程中，經(jīng)常會(huì)出現(xiàn)相間短路以及繞組短路。這些故障問(wèn)題都是由于在實(shí)際的變壓器繞組過(guò)程中，出現(xiàn)了不同程度的繞組老化問(wèn)題，因此在實(shí)際的變壓器制作過(guò)程中就需要對(duì)其繞組壓制不緊的問(wèn)題進(jìn)行針對(duì)性的分析，以此避免出現(xiàn)絕緣老化的問(wèn)題。同時(shí)，變壓器在高負(fù)荷的運(yùn)行過(guò)程中也會(huì)釋放出大量的熱能，因此就會(huì)在實(shí)際的使用中讓變壓器加速老化。同時(shí)，在變壓器受潮之后，也會(huì)導(dǎo)致絕緣位置出現(xiàn)一定膨脹，并當(dāng)一些變壓器的油道出現(xiàn)阻塞問(wèn)題之后，容易導(dǎo)致繞組故障的發(fā)生。這樣的故障問(wèn)題，如果得不到及時(shí)的解決，就會(huì)直接影響到電流保護(hù)以及傳動(dòng)保護(hù)的動(dòng)作，對(duì)整個(gè)電力系統(tǒng)都造成直接的不良影響。

1.3 套管故障

現(xiàn)階段出現(xiàn)的套管故障問(wèn)題，并不會(huì)經(jīng)常在變壓器的實(shí)際運(yùn)行過(guò)程中出現(xiàn)[1]。但是，這種故障問(wèn)題的出現(xiàn)會(huì)直接對(duì)整個(gè)化工廠生產(chǎn)工作造成不良的影響，從而帶來(lái)較為嚴(yán)重的經(jīng)濟(jì)損失。在現(xiàn)階段常見的一些故障問(wèn)題，主要包括爆炸、漏油等。這些類型的故障問(wèn)題的出現(xiàn)，主要與套管的初步設(shè)計(jì)有關(guān)聯(lián)，同時(shí)也相應(yīng)地受到工作過(guò)程中的人為因素的影響。一旦套管在實(shí)際的使用過(guò)程中，無(wú)論是在經(jīng)驗(yàn)還是在處理手段上存在不合理，都會(huì)導(dǎo)致套管在實(shí)際的運(yùn)行過(guò)程中，出現(xiàn)污垢和灰塵過(guò)多的情況而受到影響，進(jìn)而導(dǎo)致套管出現(xiàn)嚴(yán)重的故障問(wèn)題[2]。

1.4 瓦斯保護(hù)故障

瓦斯保護(hù)措施一直都是保護(hù)變壓器的重要形式，因此對(duì)整個(gè)變壓器的穩(wěn)定運(yùn)行產(chǎn)生著直接的影響?，F(xiàn)階段所使用的變壓器瓦斯保護(hù)工作，主要分為兩種不同的類型，分別為輕瓦斯、重瓦斯兩種形式[3]。一旦保壓器出現(xiàn)輕微的故障，就會(huì)使得變壓器當(dāng)中的輕瓦斯保護(hù)模式啟動(dòng)；但是僅僅會(huì)發(fā)出一定的警報(bào)信號(hào)，終究不能在斷閘位置進(jìn)行有效的處理。當(dāng)下一般導(dǎo)致變壓器的輕瓦斯故障產(chǎn)生的因素，主要是受到接觸不良、絕緣老化等。另外，在變壓器的實(shí)際運(yùn)行過(guò)程中，一旦在內(nèi)部出現(xiàn)了一定程度的短路，例如出現(xiàn)多相短路、繞組短路以及鐵芯短路，都會(huì)導(dǎo)致變壓器啟動(dòng)重瓦斯保護(hù)動(dòng)作，進(jìn)而對(duì)整個(gè)變壓器造成較為嚴(yán)重的影響。

2 變壓器的常規(guī)故障診斷分析

現(xiàn)階段在對(duì)變壓器進(jìn)行故障分析過(guò)程中，有著諸多類型的診斷模式，以此就需要保障相關(guān)測(cè)試人員可以很好地結(jié)合其故障的實(shí)際特征，并加上對(duì)過(guò)去工作經(jīng)驗(yàn)的總結(jié)為前提，制定針對(duì)性的故障方案。

在現(xiàn)階段比較常見的故障診斷方式，主要分為幾種不同的類型。首先，是直觀法的使用，就是維護(hù)人員需要對(duì)變壓器在出現(xiàn)故障時(shí)，可以對(duì)其異常情況進(jìn)行直觀性的檢查，主要對(duì)變壓器是否出現(xiàn)破裂、冒煙等現(xiàn)象進(jìn)行觀察，同時(shí)使用一些先進(jìn)的儀器設(shè)備，對(duì)其運(yùn)行的狀態(tài)進(jìn)行檢查，以監(jiān)測(cè)其是否運(yùn)行正常，以此判斷是否發(fā)生了保護(hù)動(dòng)作信號(hào)[4]。其次，也有使用絕緣電阻進(jìn)行試驗(yàn)的方式，這樣就可以有效地利用絕緣電阻的試驗(yàn)方式，進(jìn)而對(duì)其變壓器當(dāng)中的員整體受潮情況，以及對(duì)于部件表面的受潮情況進(jìn)行評(píng)估，從而實(shí)現(xiàn)全面的檢查。在泄露電流實(shí)驗(yàn)法的使用中，當(dāng)下泄露電流試驗(yàn)測(cè)量的靈敏度較高，因此就可以很好地在變壓器出現(xiàn)故障問(wèn)題之后，對(duì)其開展針對(duì)性的測(cè)量。特別是對(duì)于一些密封不嚴(yán)，或者出現(xiàn)套管裂紋的故障，能起到良好的檢測(cè)作用。而在使用的交流耐壓實(shí)驗(yàn)法之后，其方法可以很好地在變壓器的主絕緣當(dāng)中，進(jìn)行局部缺陷方面的檢測(cè)與分析，進(jìn)而保障對(duì)繞組的絕緣受潮、開裂以及繞組的松動(dòng)問(wèn)題，進(jìn)行針對(duì)性的檢測(cè)?？蛰d試驗(yàn)法的使用，是利用空載試驗(yàn)對(duì)變壓器現(xiàn)階段運(yùn)行中的鐵芯多點(diǎn)接地、鐵芯硅鋼片的老化程度進(jìn)行檢測(cè)，可以實(shí)現(xiàn)較為準(zhǔn)確的檢測(cè)與分析，可以很好地對(duì)其繞組進(jìn)行故障方面的良好分析與判斷。最后，也會(huì)用繞組變形的試驗(yàn)方式，對(duì)其線圈在高頻狀態(tài)下的繞組結(jié)構(gòu)進(jìn)行合理地分析，進(jìn)而取得較精確的故障判斷效果。

3 變壓器人工智能診斷方式

3.1 專家系統(tǒng)

當(dāng)下專家系統(tǒng)的構(gòu)建，就構(gòu)建一種由專家知識(shí)庫(kù)、推理機(jī)制、用戶接口以及解釋機(jī)制所構(gòu)成的系統(tǒng)。對(duì)于這種專家知識(shí)庫(kù)的使用，已經(jīng)成為了現(xiàn)階段在煤化工領(lǐng)域進(jìn)行故障分析的重要方式。當(dāng)下在應(yīng)用專家系統(tǒng)的過(guò)程中，可以較好地從故障表象，逐漸轉(zhuǎn)變到故障的本質(zhì)，以此形成一個(gè)良好的推理過(guò)程。其次，在進(jìn)行分析的過(guò)程中，發(fā)現(xiàn)轉(zhuǎn)接系統(tǒng)往往有十分明確的概念，因此就使得在這樣的分析過(guò)程中，能夠利用較為清晰的推理路徑，對(duì)其應(yīng)用的優(yōu)勢(shì)進(jìn)行良好的分析，這樣才可以充分地保障變壓器的實(shí)際運(yùn)行中，可以對(duì)出現(xiàn)的故障問(wèn)題實(shí)現(xiàn)針對(duì)性的分析與處理。系統(tǒng)處理之后極大地降低了相關(guān)維護(hù)人員工作量，并可以很好地為工作人員提供相應(yīng)的幫助。

在專家知識(shí)庫(kù)當(dāng)中的知識(shí)都是來(lái)自于變壓器當(dāng)中的專業(yè)知識(shí)，因此就可以很好地納入變壓器的故障類型、成因、診斷技術(shù)等方面的知識(shí)，以此就可以有效的為工作人員提供可靠的信息內(nèi)容。但是對(duì)于這種技術(shù)而言，始終缺乏系統(tǒng)的深度，因此就使得系統(tǒng)自身的學(xué)習(xí)能力較差，因此就需要利用人工的方式，對(duì)其各種處理知識(shí)的獲取。這樣的發(fā)展方式下，便會(huì)導(dǎo)致存在著一定程度的推理與處理效率的制約。

3.2 人工神經(jīng)系統(tǒng)

在變壓器故障診斷的過(guò)程中，經(jīng)常會(huì)使用到人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)，這是一種利用大腦相似的處理單元，通過(guò)對(duì)單元的連接，使得形成較為復(fù)雜的網(wǎng)絡(luò)體系。這種處理方式與人類的大腦思維方式相似，因此就是一種人腦神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的簡(jiǎn)化與模擬。在實(shí)際的運(yùn)行過(guò)程中，可以很好地發(fā)揮出學(xué)習(xí)、記憶、歸納方面作用。特別是在煤化工的生產(chǎn)加工過(guò)程中，可以很好地發(fā)揮出故障處理的優(yōu)勢(shì)。例如，在故障分析的過(guò)程中，其使用的故障診斷工具較為高效，同時(shí)處理的適應(yīng)力也較強(qiáng)。相比較傳統(tǒng)的專家系統(tǒng)診斷方式，就可以有著較高的優(yōu)化效果。但是，這種人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的使用方式，在進(jìn)行變壓器的故障診斷過(guò)程中，始終存在著知識(shí)專業(yè)性不足，同時(shí)解釋機(jī)組無(wú)法發(fā)揮出應(yīng)用價(jià)值的問(wèn)題。當(dāng)下的故障診斷發(fā)展中，就需要將這種人工神經(jīng)系統(tǒng)，進(jìn)行全面的升級(jí)與優(yōu)化。

4 變壓器維護(hù)

現(xiàn)階段變壓器運(yùn)行的過(guò)程中，由于內(nèi)部結(jié)構(gòu)較為的復(fù)雜，因此為了保障變壓器可以穩(wěn)定地運(yùn)行下去，就需要開展針對(duì)性的維護(hù)與管理。在現(xiàn)階段的維護(hù)與管理的過(guò)程中，重要包含著對(duì)變壓器的內(nèi)部與外部的檢修內(nèi)容。通常情況下，為了實(shí)現(xiàn)良好的監(jiān)測(cè)，往往要基于規(guī)定內(nèi)容，對(duì)其套管的瓷群外部進(jìn)行針對(duì)性的分析，以此保障套管的瓷群有著較高的穩(wěn)定性。另外，在運(yùn)行的過(guò)程中，還需要重視起各種部件的完整性，以此能夠讓其在實(shí)際的運(yùn)行中，不會(huì)受到零部件的影響，進(jìn)而可以發(fā)揮出自身的價(jià)值，利用良好的維護(hù)方式，提升運(yùn)行的效果。

5 結(jié)語(yǔ)

綜上所述，在當(dāng)下的煤化工產(chǎn)業(yè)的發(fā)展中，只有充分地保障變壓器的運(yùn)行穩(wěn)定性，才可以有效的提升生產(chǎn)加工的整體效率。特別是對(duì)于煤化工電氣產(chǎn)業(yè)的運(yùn)行，往往會(huì)有著較為復(fù)雜的運(yùn)行模式與運(yùn)行邏輯，更加需要工作人員提升故障的分析能力。