基于故障树的变压器状态评价

2017-07-18蒋俊罗钟金鑫

中国设备工程 2017年13期

关键词：指标体系变压器检修

蒋俊，罗钟，金鑫

（国网湖北省电力公司检修公司，湖北武汉 430000）

基于故障树的变压器状态评价

蒋俊，罗钟，金鑫

（国网湖北省电力公司检修公司，湖北武汉 430000）

随着状态检修不断发展，一些优质的新型变压器逐渐投入使用，使得原先的变压器检修依据及策略无法适应新的状况和要求。为此，本文提出一种故障树的变压器状态评价方法，该方法的提出是基于专家经验的方式对变压器可能存在的故障情况进行梳理，从而形成对应的故障树。在此基础上根据变压器运行的实际情况和特征，对变压器的状态进行有效的评价，从而为变压器的运行状态判断和状态检修提供有力的基础条件。

故障树；变压器；状态评估

随着状态检修不断发展，一些优质的新型变压器逐渐投入使用，随之而来便是原先的变压器检修依据及策略无法适应新的状况和要求。例如，根据以往对电力系统长期运行维护的经验进行观察，如果温度计、油位计指示出现错误则需要进行检修。除此之外，一个常见的做法是，当临时发现缺陷后还需要进行一系列的临时检修。如果出现了类似于统计数据不合格的问题，那么仅能通过长期所推行的周期性检修来解决问题。由于这种周期性的检修是建立在长期的运行经验基础之上，所以会产生一定的随机性。采取此类方法，就使得对变压器及其附属设备的检修次数变多，同时还伴随着因检修所遗留的隐患。所以，就目前的状态检修过程来看，急需找到变压器的故障及规律，深入探究状态检修的整体措施，以此进一步获得维护检修的最佳时段以及维护检修的重点内容。

1 基于故障树法的变压器风险源分析

故障树法（FTA，Fauth Tree Analysis）是一种遵循系统发展先后顺序，探究事件之间的因果关系，在系统的运行过程中导致事件发生原因以及事故可能导致的后果之间的关系的一种分析方法。故障树法主要遵循结果到原因对所发生事故进行内在逻辑分析，采用树形结构图对潜在风险及其相关的影响因素进行深入解析。在具体分析过程中，故障树法可以较为清晰的明确事件的内在关系，这种方法主要借助故障树图对初始事件到结果事件进行一系列的描述分析，以此绘制出整体的故障树图，通常来说，建立故障树可具体分为四个步骤。

（1）选择并确定顶事件，将最不愿意发生的事件作为顶事件。

（2）确立顶事件之后，下一步就是剖析顶事件发生的内在原因，输出事件作为顶事件，输入事件则是造成顶事件发生的直接原因，在此基础上，根据事件之间的内在关联逻辑进行系统分析。

（3）分析引起顶事件的每一个输入事件，并对输入事件进行进一步的分解，然后采取上述步骤将输入事件作为下一级的输出事件，以此类推，逐步分析其发生的原因。

（4）重复以上各个环节，一直到输入事件无法分解的时候，就可以绘制出一棵倒置的故障树图。

由于采用故障树法有利于反映出变压器的风险状况及其影响因素之间的内在联系，所以本文在参考变压器历年资料以及信息的基础上，运用故障树法对电力变压器的风险源进行解析，从而深入了解变压器的运行状态和风险规律。本文将变压器故障作为顶事件，则中间事件为致使变压器发生故障的原因，然后将引起中间事件发生的基本事件作为底事件（包括绕组、铁芯、分接开关、引线风险、冷却风险、绝缘风险、绝缘套管等），即此时的底事件也是间接导致顶事件发生的主要原因，通过以上分析，本文绘制出了电力变压器故障树结构图，见图1。

图1 变压器故障树

2 变压器风险评价指标体系

风险指标体系具有一系列基本原则，最为主要的就是在其设计过程中，指标应能反映出研究对象的某一特征，这就要求指标体系的建立应该能够准确识别研究对象的具体特性，并从各方面获取一些有价值的信息。除此之外，指标体系还需要在反映出研究对象具体特征的基础上，能够进一步的对其进行量化，用数值大小反映出该研究对象特征的影响大小及内在含义。一般情况下，指标主要通过一些量化的指标组成，且该指标将有助于揭示研究对象的一些具体特征，从而有助于对研究对象进行系统而全面的评价。指标的选择不能带有随意性和盲目性，需要遵循一定的构建原则，除了充分考虑实际操作性和运用性，还要避免对研究对象的重复评价及遗漏，在构建指标体系过程中无可避免的受到构建人员的主观影响或者研究对象某一特征的限制等，使得指标体系呈现较为明显的多元化特征。

作为电网的重要组成部分，电力变压器无疑承载着变换电能的特殊任务，由于诸多因素能够对变压器正常运行造成影响，加上变压器结构较为复杂。所以，想要构建一个完善的指标体系其实是比较困难的，必须从各方面对其特征进行考察，通过故障树法构建一个适宜的指标评价体系。通常来说，在构建一个完备的风险评价指标体系时应遵循以下几个基本要求。

（1）首先需要确定研究对象的具体特征，并对其内在风险因素进行选择，在选择风险因素过程中既不能过于复杂，也不能过于单一。

（2）在确定风险指标时，需要对风险因素进行客观分析，并确保指标之间不存在交叉重复的情况，这是为了避免在对研究对象进行评估时产生重复性。

（3）所选指标应充分反映评价对象的基本特征，同时保证指标体系的完整性，以避免漏评。

（4）所选指标应充分考虑现实的可行性和可操作性。

通过以上分析，不难看出一个指标体系必须能够充分反映出评价对象的整体情况，这样才能更为客观的对研究对象进行评价，同时，为了确保指标选择的严谨和科学，还是为了防止出现重复评价和漏评的现象，从而进一步提高评价结果的精准性。此外，指标体系的建立还要符合易搜集和可量化的特点，不能因公式较为复杂而无法进行数学计算。最后，所有指标体系还要满足客观性的基本要求，这样才有利于较为客观的对研究对象进行具体评价。

上文已经通过变压器故障树法明晰了造成变压器运行风险形成的内在逻辑和原因，同时还明确了其与风险因素之间的内在联系，在此基础上，本文结合了目前电力变压器的一些基本特征，尝试构建了一个相对科学与合理的电力变压器风险评价指标体系。结合前文分析结果，本文所构建的指标体系总共包含三个一级指标，分别是运行监测状况（包含油中溶解气体分析、运行工况、运行环境三个二级指标）、预防性试验（包含电气试验参量、绝缘油试验参量两个二级指标）、历史状况（包括运行年限、运行及检修历史两个二级指标）。