论文部分内容阅读
[摘 要]变压器是煤矿企业供配电系统必不可少的设备，其安全可靠运行与否直接影响着煤矿企业的生产状况。针对变压器常见的故障类型如异常放电、铁芯多点接地、渗漏油、短路及分接开关等，分析其对变压器的危害，如跳闸、过热、绝缘层击穿、绕组烧毁等，并提出了一系列具体的防治措施，指出防治重点是提高设备维护人员的技术水平，加强巡视质量，防止变压器重大事故的发生，确保煤矿供电系统安全运行
[关键词]煤矿企业；变压器；故障；防治措施
中图分类号：TD605 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2018）23-0052-01
引言
在现代工业生产过程中，电力能源是最为关键的动力来源途径，对于煤矿企业而言配电变压器在其供电系统中同样也发挥着至关重要的作用价值。一旦变压器出现故障问题，将直接会导致煤矿企业面临停电故障，并将会带来一连串的后果危害，对于煤矿安全生产构成巨大威胁，企业也很有可能要面临着巨大的经济损失。因而，就必须要采取切实有效的措施方法来保障变压器的稳定运行，对于较常出现的一些故障问题采取合理化的处理措施，最大程度的避免事故问题的进一步扩大，将企业的经济损失降至最低。
1 常见故障类型
1.1 短路故障
变压器短路情况主要可分为内、外部两种故障现象。其中变压器内部出现短路故障问题时，瞬时产生的巨大热能会直接使得绝缘线圈被烧毁。这主要是由于在短路情况出现时，变压器高、低压绕组会同时产生出高于平时电流几十倍的短路电流，从而导致热量急剧升高，变压器温度也将明显上升，在其无法承受短路电流时，大量的热量便会导致变压器线圈损毁。而其外部在遭受都短时间内的瞬时性短路故障之时，无论是高压侧还是低压侧均将遭受巨大的电流冲击效应，在故障发生的一瞬间，断路器还未能够完全断开电路，短路电流会引发巨大的电能，极易导致变压器绕组发生形变现象，使得变压器发生位置移动、绕组扭曲、匝间短路等情况。
1.2 放电故障
变压器放电故障现象又可进一步细分为火花放电与局部放电两种。（1）前一种火花放电现象通常是由于变压器油内有杂质掺杂，或者是存在悬浮电位的额情况。一般而言，产生火花时主要会表现出油色异样，局部放电量异常增多或是出现轻瓦斯现象，通常并不会再短时间内导致绝缘击穿情况的出现，处理起来较为方便。（2）而后一种局部放电情况则是由于电压作用影响，导致变压器内部绝缘层之间的气孔间隙、油膜等部位出现放电情况。局部放电现象的发生很大程度上体现在变压器绝缘层存在薄弱环节，亦或是绝缘距离远远未能够达到标准要求。最初放电能量相对较低，若未能够及时予以处置，随着时间的延长将很有可能极大放电影响，使得绝缘层被完全击穿，严重时甚至是完全损坏，引发严重的事故危害。
1.3 铁芯多点接地故障
在对变压器设备开展现状安装与施工之时，遗留了金属零部件，从而导致多点接地以及铁轭和夹件发生短路现象，芯柱和夹件之间互相接触等情况均是导致变压器铁芯出现多点接地故障问题最为关键的一项原因。接地故障通常会体现出铁芯局部温度过高，耗损量增大，甚至烧毁；变压器油液分解，绝缘性能下降；变压器油内气体持续增多并析出，很有可能引发继电器动作并导致变压器出现跳闸故障。
2 煤矿企业变压器故障诊断方法
（1）神经网络方法。这种方法无需建立物理模型以及人工干预，是一种简单的非线性函数的多次复合，通过输入样本和故障状态之间建立联系。对于油中溶解气体分析常用人工神经网络方法进行诊断，但是这种方法也存在很多缺陷，当输入输出关系复杂，学习样本数目较多时，标准BP神经网络算法收敛速度较慢，有时会呈现发散现象。并且BP算法还容易存在陷入局部极小值以及对初值要求严格等问题。（2）支持向量机。支持向量机具有解决非线性、样本少及维数高的特点，采用支持向量机对变压器故障进行模式识别，判断属于哪一类故障。具体过程为将收集的数据样本分为训练集和测试集，并对数据进行归一化处理，寻取最优参数值，对训练集数据样本进行训练，再把得到的值进行验证，从而判断其诊断的正确率，一般用于油中溶解气体分析以及局部放电故障诊断中。但是这种方法存在参数选择效率低，泛化能力弱等问题。（3）专家系统。专家系统主要包括知识库、数据库、推理机、知识获取系统、解释系统以及人机接口等。知识库用以存放专家提供的专门知识，数据库用来存储与问题相关的初始数据和中间信息等，推理机为一组计算机程序，可以通过他控制专家系统的运行，解释系统可以使用户了解专家解决问题的方法以及思路，并对诊断结果进行说明，人机接口采用下拉式菜单，将系统的提问、推理的结果和解释说明等转换为用户可以接受的形式。（4）信息融合技术。信息融合技术是一种信息的自动综合处理方法，通常分为数据层融合、特征层融合和决策层融合三个层次。
3 煤矿企业变压器故障诊断防治措施
（1）针对变压器局部放电故障，具体的防范措施有：①加强日常维护保养工作，对大中型及重要的供电区域配备专人24h监管或安装远程监视仪器；②设置防雷措施；③变压器维修时选用优质可靠的绝缘材料，绝缘距离符合要求，修复后密封要严实；④大型高压变压器还应具备接地屏蔽，防止放电现象的发生。（2）预防变压器铁芯发生故障的措施：①对未绝缘处理的铁芯接地连接片进行包扎处理，外引接地线安装在便于测量的位置，定期检查铁芯接地电流，每月至少1次；②发生多点接地故障时，不要急于进行吊罩查找和处理多余接地点。如果绝缘电阻低，可采用在接地引出点施加交流电烧熔的处理方法。（3）为减少变压器内部故障和避免短路冲击，先从技术检查和运行管理出发，及时停电检查，查找问题、分析原因、制定防范措施，加强设备日常运行巡视，提高巡视质量，定期检查各开关柜进出线及电缆接头发热情况、柜内电气设备有无凝露现象、柜内绝缘隔板有无明显爬电现象，防止开关柜电气设备短路引发母线短路等事故的发生。加强运行维护人员的技术培训，规范标准化作业，禁止带负荷和带地线拉合闸刀等误操作。对各种设备定期清扫、清污、进行耐压试验，及时处理修复绝缘性较差的环节，防止某些电气设备出现污闪等放电现象，预防穿墙套管污闪和雨闪，尤其注意小动物或其它原因造成的中、低压母线短路，对母线和间隔设备加装相应电压等级的绝缘护套等采取防护措施。（4）加强变压器日常工作的监督及预防性试验工作，将电气试验绝缘电阻测量和定期气相色谱分析相结合，定期进行变压器油的色谱分析和油质试验，定期进行绝缘试验，及时发现变压器故障隐患，确保变压器的安全运行。（5）当发现变压器出现这些异常时应立即停止运行，防止变压器遭受更严重的破坏。①正常运行和冷却时温度突然升高；②变压器内部响声增大并伴有噼啪的放电响声；③接线套管有裂纹，放电严重；④严重漏油、防爆管喷油使油面过低；⑤变压器冒烟着火；⑥变压器外部发生的故障危及其安全运行，保护功能又不能及时动作时。
結束语
总而言之，煤矿企业的正常运转离不开电力能源的支持，而变压器设备则是保障对煤矿企业正常供电的核心设备之一，因此其运行情况是否处于稳定状态，将会直接影响到煤矿企业的经济效益。煤矿企业变压器常见故障包括有短路故障、点点故障、铁芯多点接地故障等故障类型，将会对变压器的正常运行产生严重影响。对此为保障变压器的稳定运行，便应当从日常的维护、保养工作着手，提高技术人员的技术能力，使其能够从思想上重视巡检工作，尽最大努力确保将故障隐患扼杀在萌芽状态，为煤矿生产提供良好的电力供应支持。
参考文献
[1] 陶波，王小安.偏远小型煤矿供配电断路器选型[J].电工技术，2015，（8）.
[2] 梁建军.浅析变压器常见烧毁原因及防护措施[J].现代矿业，2016，（3）.
[关键词]煤矿企业；变压器；故障；防治措施
中图分类号：TD605 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2018）23-0052-01
引言
在现代工业生产过程中，电力能源是最为关键的动力来源途径，对于煤矿企业而言配电变压器在其供电系统中同样也发挥着至关重要的作用价值。一旦变压器出现故障问题，将直接会导致煤矿企业面临停电故障，并将会带来一连串的后果危害，对于煤矿安全生产构成巨大威胁，企业也很有可能要面临着巨大的经济损失。因而，就必须要采取切实有效的措施方法来保障变压器的稳定运行，对于较常出现的一些故障问题采取合理化的处理措施，最大程度的避免事故问题的进一步扩大，将企业的经济损失降至最低。
1 常见故障类型
1.1 短路故障
变压器短路情况主要可分为内、外部两种故障现象。其中变压器内部出现短路故障问题时，瞬时产生的巨大热能会直接使得绝缘线圈被烧毁。这主要是由于在短路情况出现时，变压器高、低压绕组会同时产生出高于平时电流几十倍的短路电流，从而导致热量急剧升高，变压器温度也将明显上升，在其无法承受短路电流时，大量的热量便会导致变压器线圈损毁。而其外部在遭受都短时间内的瞬时性短路故障之时，无论是高压侧还是低压侧均将遭受巨大的电流冲击效应，在故障发生的一瞬间，断路器还未能够完全断开电路，短路电流会引发巨大的电能，极易导致变压器绕组发生形变现象，使得变压器发生位置移动、绕组扭曲、匝间短路等情况。
1.2 放电故障
变压器放电故障现象又可进一步细分为火花放电与局部放电两种。（1）前一种火花放电现象通常是由于变压器油内有杂质掺杂，或者是存在悬浮电位的额情况。一般而言，产生火花时主要会表现出油色异样，局部放电量异常增多或是出现轻瓦斯现象，通常并不会再短时间内导致绝缘击穿情况的出现，处理起来较为方便。（2）而后一种局部放电情况则是由于电压作用影响，导致变压器内部绝缘层之间的气孔间隙、油膜等部位出现放电情况。局部放电现象的发生很大程度上体现在变压器绝缘层存在薄弱环节，亦或是绝缘距离远远未能够达到标准要求。最初放电能量相对较低，若未能够及时予以处置，随着时间的延长将很有可能极大放电影响，使得绝缘层被完全击穿，严重时甚至是完全损坏，引发严重的事故危害。
1.3 铁芯多点接地故障
在对变压器设备开展现状安装与施工之时，遗留了金属零部件，从而导致多点接地以及铁轭和夹件发生短路现象，芯柱和夹件之间互相接触等情况均是导致变压器铁芯出现多点接地故障问题最为关键的一项原因。接地故障通常会体现出铁芯局部温度过高，耗损量增大，甚至烧毁；变压器油液分解，绝缘性能下降；变压器油内气体持续增多并析出，很有可能引发继电器动作并导致变压器出现跳闸故障。
2 煤矿企业变压器故障诊断方法
（1）神经网络方法。这种方法无需建立物理模型以及人工干预，是一种简单的非线性函数的多次复合，通过输入样本和故障状态之间建立联系。对于油中溶解气体分析常用人工神经网络方法进行诊断，但是这种方法也存在很多缺陷，当输入输出关系复杂，学习样本数目较多时，标准BP神经网络算法收敛速度较慢，有时会呈现发散现象。并且BP算法还容易存在陷入局部极小值以及对初值要求严格等问题。（2）支持向量机。支持向量机具有解决非线性、样本少及维数高的特点，采用支持向量机对变压器故障进行模式识别，判断属于哪一类故障。具体过程为将收集的数据样本分为训练集和测试集，并对数据进行归一化处理，寻取最优参数值，对训练集数据样本进行训练，再把得到的值进行验证，从而判断其诊断的正确率，一般用于油中溶解气体分析以及局部放电故障诊断中。但是这种方法存在参数选择效率低，泛化能力弱等问题。（3）专家系统。专家系统主要包括知识库、数据库、推理机、知识获取系统、解释系统以及人机接口等。知识库用以存放专家提供的专门知识，数据库用来存储与问题相关的初始数据和中间信息等，推理机为一组计算机程序，可以通过他控制专家系统的运行，解释系统可以使用户了解专家解决问题的方法以及思路，并对诊断结果进行说明，人机接口采用下拉式菜单，将系统的提问、推理的结果和解释说明等转换为用户可以接受的形式。（4）信息融合技术。信息融合技术是一种信息的自动综合处理方法，通常分为数据层融合、特征层融合和决策层融合三个层次。
3 煤矿企业变压器故障诊断防治措施
（1）针对变压器局部放电故障，具体的防范措施有：①加强日常维护保养工作，对大中型及重要的供电区域配备专人24h监管或安装远程监视仪器；②设置防雷措施；③变压器维修时选用优质可靠的绝缘材料，绝缘距离符合要求，修复后密封要严实；④大型高压变压器还应具备接地屏蔽，防止放电现象的发生。（2）预防变压器铁芯发生故障的措施：①对未绝缘处理的铁芯接地连接片进行包扎处理，外引接地线安装在便于测量的位置，定期检查铁芯接地电流，每月至少1次；②发生多点接地故障时，不要急于进行吊罩查找和处理多余接地点。如果绝缘电阻低，可采用在接地引出点施加交流电烧熔的处理方法。（3）为减少变压器内部故障和避免短路冲击，先从技术检查和运行管理出发，及时停电检查，查找问题、分析原因、制定防范措施，加强设备日常运行巡视，提高巡视质量，定期检查各开关柜进出线及电缆接头发热情况、柜内电气设备有无凝露现象、柜内绝缘隔板有无明显爬电现象，防止开关柜电气设备短路引发母线短路等事故的发生。加强运行维护人员的技术培训，规范标准化作业，禁止带负荷和带地线拉合闸刀等误操作。对各种设备定期清扫、清污、进行耐压试验，及时处理修复绝缘性较差的环节，防止某些电气设备出现污闪等放电现象，预防穿墙套管污闪和雨闪，尤其注意小动物或其它原因造成的中、低压母线短路，对母线和间隔设备加装相应电压等级的绝缘护套等采取防护措施。（4）加强变压器日常工作的监督及预防性试验工作，将电气试验绝缘电阻测量和定期气相色谱分析相结合，定期进行变压器油的色谱分析和油质试验，定期进行绝缘试验，及时发现变压器故障隐患，确保变压器的安全运行。（5）当发现变压器出现这些异常时应立即停止运行，防止变压器遭受更严重的破坏。①正常运行和冷却时温度突然升高；②变压器内部响声增大并伴有噼啪的放电响声；③接线套管有裂纹，放电严重；④严重漏油、防爆管喷油使油面过低；⑤变压器冒烟着火；⑥变压器外部发生的故障危及其安全运行，保护功能又不能及时动作时。
結束语
总而言之，煤矿企业的正常运转离不开电力能源的支持，而变压器设备则是保障对煤矿企业正常供电的核心设备之一，因此其运行情况是否处于稳定状态，将会直接影响到煤矿企业的经济效益。煤矿企业变压器常见故障包括有短路故障、点点故障、铁芯多点接地故障等故障类型，将会对变压器的正常运行产生严重影响。对此为保障变压器的稳定运行，便应当从日常的维护、保养工作着手，提高技术人员的技术能力，使其能够从思想上重视巡检工作，尽最大努力确保将故障隐患扼杀在萌芽状态，为煤矿生产提供良好的电力供应支持。
参考文献
[1] 陶波，王小安.偏远小型煤矿供配电断路器选型[J].电工技术，2015，（8）.
[2] 梁建军.浅析变压器常见烧毁原因及防护措施[J].现代矿业，2016，（3）.