一種計(jì)及直流偏磁影響的變壓器狀態(tài)評(píng)估方法
【專利摘要】一種計(jì)及直流偏磁影響的變壓器狀態(tài)評(píng)估方法，對(duì)變壓器狀態(tài)進(jìn)行數(shù)據(jù)采集，對(duì)采集的數(shù)據(jù)進(jìn)行分類和處理，作為評(píng)估變壓器狀態(tài)的依據(jù)，對(duì)變壓器狀態(tài)進(jìn)行評(píng)估。建立變壓器的綜合狀態(tài)評(píng)估量評(píng)估體系，提出每個(gè)單向狀態(tài)量的權(quán)重系數(shù)，采用單向狀態(tài)量評(píng)分函數(shù)、評(píng)分等級(jí)隸屬度函數(shù)，通過歷史訓(xùn)練數(shù)據(jù)庫(kù)對(duì)變壓器狀態(tài)進(jìn)行評(píng)估得到變壓器基本狀態(tài)評(píng)分；對(duì)直流偏磁引起的變壓器損耗、油溫升進(jìn)行計(jì)算，代入評(píng)分函數(shù)得到直流偏磁對(duì)變壓器狀態(tài)影響的評(píng)分；再將兩個(gè)評(píng)分結(jié)果進(jìn)行算術(shù)平均，得到計(jì)及直流偏磁的變壓器健康狀態(tài)評(píng)分。本發(fā)明采用系統(tǒng)綜合分析方法來實(shí)現(xiàn)對(duì)直流偏磁在變壓器狀態(tài)影響的量化，可準(zhǔn)確反映變壓器在直流偏磁情況下的真實(shí)運(yùn)行狀態(tài)與健康水平。
【專利說明】一種計(jì)及直流偏磁影響的變壓器狀態(tài)評(píng)估方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及輸變電設(shè)備【技術(shù)領(lǐng)域】，具體是一種計(jì)及直流偏磁影響的變壓器狀態(tài)評(píng)估方法。
【背景技術(shù)】
[0002]電力變壓器是電力傳輸中的關(guān)鍵設(shè)備之一，變壓器的狀態(tài)不僅影響其本身的安全運(yùn)行，而且會(huì)影響電力系統(tǒng)運(yùn)行的穩(wěn)定性和可靠性。由于制造、運(yùn)輸、安裝和維修質(zhì)量等因素造成地電力變壓器的故障不僅影響電力系統(tǒng)的輸電能力，還可能造成電力系統(tǒng)的大規(guī)模停電，給電力系統(tǒng)和國(guó)民經(jīng)濟(jì)帶來巨大損失。隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展和電網(wǎng)容量的增大，電力變壓器發(fā)生故障可能導(dǎo)致更為嚴(yán)重的后果。因此，提高電力變壓器運(yùn)行的可靠性和檢修水平、對(duì)變壓器進(jìn)行狀態(tài)評(píng)估，對(duì)整個(gè)電網(wǎng)的安全運(yùn)行具有很重要的意義。
[0003]近年來，隨著狀態(tài)檢修理論的深入研究，狀態(tài)評(píng)估技術(shù)也得到了越來越多的重視。有關(guān)變壓器狀態(tài)評(píng)估方法的文獻(xiàn)、專利也不斷涌現(xiàn)。如中國(guó)發(fā)明專利文獻(xiàn)200910074890.X公開的《基于多源信息融合的變壓器狀態(tài)評(píng)估系統(tǒng)及其評(píng)估方法》，其利用D-S證據(jù)理論融合評(píng)估算法將油色譜分析子系統(tǒng)、局部放電超高頻信號(hào)檢測(cè)子系統(tǒng)、繞組變形振動(dòng)信號(hào)檢測(cè)子系統(tǒng)、電流互感器檢測(cè)子系統(tǒng)所得的檢測(cè)結(jié)果融合起來評(píng)判一臺(tái)被測(cè)變壓器的運(yùn)行狀態(tài)。但是，這個(gè)方法存在如下問題:一是用于狀態(tài)評(píng)估的參量太少，僅包括了四個(gè)方面的狀態(tài)信息，不能完全反映變壓器的運(yùn)行狀態(tài)；二是在評(píng)估時(shí)將變壓器失效因素與在其所用狀態(tài)下設(shè)備表現(xiàn)出的特征指標(biāo)區(qū)別對(duì)待，但實(shí)際上兩者并非孤立，而是存在一定的聯(lián)系；三是在當(dāng)今直流工程投運(yùn)數(shù)目逐漸增多、交直流混合輸電網(wǎng)絡(luò)形成的大趨勢(shì)下，變壓器直流偏磁現(xiàn)象也逐漸嚴(yán)重，而該方法未能考慮直流偏磁對(duì)變壓器狀態(tài)的影響。因此，這種評(píng)估方法對(duì)變壓器的評(píng)估結(jié)果與其實(shí)際狀況是有差距的，不能真實(shí)有效的反映變壓器狀態(tài)的健康水平。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)的上述不足，本發(fā)明提供一種計(jì)及直流偏磁影響的變壓器狀態(tài)評(píng)估方法，其可準(zhǔn)確反映直流輸電系統(tǒng)單極-大地工況下變壓器發(fā)生直流偏磁時(shí)的真實(shí)運(yùn)行狀態(tài)與健康水平。
[0005]一種計(jì)及直流偏磁影響的變壓器狀態(tài)評(píng)估方法，包括如下步驟:
[0006]I)進(jìn)行數(shù)據(jù)采集，獲取跟變壓器狀態(tài)相關(guān)的單項(xiàng)狀態(tài)量的數(shù)據(jù)；
[0007]2)對(duì)采集的數(shù)據(jù)進(jìn)進(jìn)行數(shù)據(jù)分類整理，分成基本信息量、電氣試驗(yàn)信息量和在線監(jiān)測(cè)量，所述基本信息量包括家族缺陷記錄、不良工況記錄，所述電氣試驗(yàn)信息量包括絕緣吸收比、繞組介質(zhì)損耗、泄露電流變化率、線圈直流電阻相間差、繞組電容變化率、短路阻抗變化率、套管主屏絕緣電阻、鐵芯接地電流，所述在線監(jiān)測(cè)量包括氫氣、乙炔、一氧化碳、二氧化碳、總烴；
[0008]3)確定變壓器評(píng)分方案:將變壓器的運(yùn)行狀態(tài)劃分為A、B、C、D、E五個(gè)評(píng)分等級(jí)，即V={A、B、C、D、E}，差{A}表示變壓器評(píng)分O~20分，需要立即檢修，注意{B}表示變壓器評(píng)分21~40分，需要盡快檢修，中{C}表示變壓器評(píng)分41~60分，需要優(yōu)先檢修，良{D}表示變壓器評(píng)分61~85分，需要計(jì)劃?rùn)z修，優(yōu){E}表示變壓器評(píng)分86~100分，需要延期檢修；
[0009]4)確定變壓器單項(xiàng)狀態(tài)量評(píng)分函數(shù):
[0010]對(duì)于值越大越好的參數(shù)，采用升半梯形模型，對(duì)于值越小越好的參數(shù)，采用降半梯形模型；
[0011]5)確定評(píng)分等級(jí)隸屬度函數(shù):
[0012]將每個(gè)狀態(tài)量代入相應(yīng)的單項(xiàng)狀態(tài)量評(píng)分函數(shù)進(jìn)行評(píng)分，然后將所得評(píng)分代入各個(gè)評(píng)分等級(jí)隸屬度函數(shù)，得到每個(gè)狀態(tài)量對(duì)應(yīng)于每個(gè)狀態(tài)的1*5行向量隸屬度；
[0013]6)計(jì)算每個(gè)狀態(tài)量的指標(biāo)權(quán)重系數(shù)，根據(jù)底層的狀態(tài)量的指標(biāo)權(quán)重系數(shù)形成的行向量以及步驟5)計(jì)算出來的每個(gè)狀態(tài)量隸屬度行向量組成的相應(yīng)層屬度矩陣相乘，得到高一層的隸屬度行向量，如此逐層計(jì)算得到變壓器基本狀態(tài)隸屬度行向量，最后將變壓器基本狀態(tài)隸屬度行向量與由評(píng)分方案區(qū)間中位數(shù)組成的評(píng)分向量相乘，得到變壓器基本狀態(tài)評(píng)分；
[0014]7)通過訓(xùn)練數(shù)據(jù)庫(kù)得基本狀態(tài)評(píng)分:
[0015]令條件概率
【權(quán)利要求】
1.一種計(jì)及直流偏磁影響的變壓器狀態(tài)評(píng)估方法，其特征在于包括如下步驟: 1)進(jìn)行數(shù)據(jù)采集，獲取跟變壓器狀態(tài)相關(guān)的單項(xiàng)狀態(tài)量的數(shù)據(jù)； 2)對(duì)采集的數(shù)據(jù)進(jìn)進(jìn)行數(shù)據(jù)分類整理，分成基本信息量、電氣試驗(yàn)信息量和在線監(jiān)測(cè)量，所述基本信息量包括家族缺陷記錄、不良工況記錄，所述電氣試驗(yàn)信息量包括絕緣吸收t匕、繞組介質(zhì)損耗、泄露電流變化率、線圈直流電阻相間差、繞組電容變化率、短路阻抗變化率、套管主屏絕緣電阻、鐵芯接地電流，所述在線監(jiān)測(cè)量包括氫氣、乙炔、一氧化碳、二氧化碳、總烴； 3)確定變壓器評(píng)分方案:將變壓器的運(yùn)行狀態(tài)劃分為A、B、C、D、E五個(gè)評(píng)分等級(jí)，即V={A、B、C、D、E}，差{A}表示變壓器評(píng)分O~20分，需要立即檢修，注意{B}表示變壓器評(píng)分21~40分，需要盡快檢修，中{C}表示變壓器評(píng)分41~60分，需要優(yōu)先檢修，良{D}表示變壓器評(píng)分61~85分，需要計(jì)劃?rùn)z修，優(yōu){E}表示變壓器評(píng)分86~100分，需要延期檢修； 4)確定變壓器單項(xiàng)狀態(tài)量評(píng)分函數(shù): 對(duì)于值越大越好的參數(shù)，采用升半梯形模型，對(duì)于值越小越好的參數(shù)，采用降半梯形模型； 5)確定評(píng)分等級(jí)隸屬度函數(shù): 將每個(gè)狀態(tài)量代入相應(yīng)的單項(xiàng)狀態(tài)量評(píng)分函數(shù)進(jìn)行評(píng)分，然后將所得評(píng)分代入各個(gè)評(píng)分等級(jí)隸屬度函數(shù)，得到每個(gè)狀態(tài)量對(duì)應(yīng)于每個(gè)狀態(tài)的1*5行向量隸屬度； 6)計(jì)算每個(gè)狀態(tài)量的指標(biāo)權(quán)重系數(shù)，根據(jù)底層的狀態(tài)量的指標(biāo)權(quán)重系數(shù)形成的行向量以及步驟5)計(jì)算出來的每個(gè)狀態(tài)量隸屬度行向量組成的相應(yīng)層屬度矩陣相乘，得到高一層的隸屬度行向量，如此逐層計(jì)算得到變壓器基本狀態(tài)隸屬度行向量，最后將變壓器基本狀態(tài)隸屬度行向量與由評(píng)分方案區(qū)間中位數(shù)組成的評(píng)分向量相乘，得到變壓器基本狀態(tài)評(píng)分； 7)通過訓(xùn)練數(shù)據(jù)庫(kù)得基本狀態(tài)評(píng)分: 令條件概率=Pi X.= X''; Pa ji)其中Xi為第k種狀態(tài)時(shí)的樣本數(shù)目，Pa:為隨機(jī)變量Xi的父節(jié)點(diǎn)的取值組合中第j個(gè)取值組合，令Qi為Xi的可取值數(shù)目，根據(jù)概率的歸一性，可知:
2.如權(quán)利要求1所述的計(jì)及直流偏磁影響的變壓器狀態(tài)評(píng)估方法，其特征在于變壓器單項(xiàng)狀態(tài)量評(píng)分函數(shù)如下:
3.如權(quán)利要求1所述的計(jì)及直流偏磁影響的變壓器狀態(tài)評(píng)估方法，其特征在于評(píng)分等級(jí)隸屬度函數(shù)如下:
4.如權(quán)利要求1所述的計(jì)及直流偏磁影響的變壓器狀態(tài)評(píng)估方法，其特征在于所述步驟6)具體為: 構(gòu)造模糊一致判斷矩陣，設(shè)模糊一致判斷矩陣R=(ru)nXn，元素表示元素ai和元素Bj進(jìn)行比較時(shí)，元素％和元素aj具有模糊關(guān)系“…比…重要”的隸屬度，若滿足任意i，j，讓，有ru = rik = rjk-0.5，則稱模糊矩陣R具有一致性，對(duì)模糊一致判斷矩陣進(jìn)行行和列歸一化得到權(quán)重系數(shù)，其中權(quán)重系數(shù)滿足:
【文檔編號(hào)】G01R31/00GK103926491SQ201410160520
【公開日】2014年7月16日 申請(qǐng)日期:2014年4月21日 優(yōu)先權(quán)日:2014年4月21日
【發(fā)明者】阮羚, 涂明, 全江濤, 謝志成, 童重立, 林湘寧 申請(qǐng)人:國(guó)家電網(wǎng)公司, 國(guó)網(wǎng)湖北省電力公司電力科學(xué)研究院, 國(guó)網(wǎng)湖北省電力公司檢修公司, 華中科技大學(xué)