0HST為環(huán)境溫 度、頂層油淵升和熱點與頂層油夕間的淵庠差二者總和：
[0050]
[0051] 其中：?HST為熱點溫度；?a為環(huán)境溫度，通過測量得到；A0 為頂層油溫升；R 為損耗比；K為負載系數，由負載電流/額定電流獲得；H&為熱點對繞組頂部油的溫差；x 為油溫系數；y為繞組溫度系數；
[0052] b，對于強迫油循環(huán)（0F)冷卻的變壓器：在任何負載下的熱點溫度0HST為環(huán)境溫 度、底層油溫升、繞組頂部油溫升與底層油溫升之差、以及繞組熱點溫度與頂層油之間的溫 度差四者總和：
[0053]
[0054] 其中，0HST為熱點溫度；0a為環(huán)境溫度，通過測量得到；A0 為頂層油溫升； A0^為油平均溫升；A0 為底部油溫升；R為損耗比；X為油溫系數；y為繞組溫度系數； K為負載系數，由負載電流/額定電流獲??；H&為熱點對繞組頂部油的溫差；
[0055] c，對于強迫油循環(huán)導向（0D)冷卻的變壓器：其熱點溫度獲取方式與0F冷卻方式 相似，但需要考慮導線電阻會隨著溫度的變化，加上修正系數：
[0056] ?hst= 0hst'+〇? 15(@HST-@hr) ,K> 1 ；
[0057] 其中，0HST'為不考慮導線電阻影響時的熱點溫度值，為老化率為1時的熱點 溫度。
[0058] 優(yōu)選的，步驟（3)中，熱點溫度與變壓器絕緣壽命之間滿足Arrhenius公式關系， 根據熱點溫度獲取變壓器的量化壽命) =A_;
[0059] 其中，A和B為常數，由IEEEC57. 91標準《油浸式電力變壓器負載導貝lj》導則給出 推薦值：A= 9. 8X1(T18,B= 15000。
[0060] 總體而言，通過本發(fā)明所構思的以上技術方案與現(xiàn)有技術相比，能夠取得下列有 益效果：
[0061] (1)本發(fā)明提出的一種基于服役年齡和負荷水平的變壓器可靠性分析方法，結合 熱點溫度，通過阿列紐斯公式獲取變壓器的量化壽命，與現(xiàn)有的變壓器可靠性分析方法中 僅根據歷史運行統(tǒng)計數據進行可靠性指標分析，而未考慮設備自身工況的方法相比，增強 了評估結果的準確性；
[0062] (2)針對現(xiàn)有技術的可靠性指標無法反映變壓器之間的耦合關系的問題，本發(fā)明 提供的變壓器可靠性分析方法，基于馬爾科夫模型（MarkovModel)和Weibull分布，采用 "連鎖故障啟動概率"Pi。來識別最易導致連鎖故障發(fā)生的變壓器；采用"連鎖故障脆弱環(huán)節(jié) 指示量"PV。來識別最易受擾動影響的變壓器；
[0063] 而在"連鎖故障啟動概率"Pic;與"連鎖故障脆弱環(huán)節(jié)指示量"Pv。的獲取中，結合了 系統(tǒng)中變壓器自身結構、功能、服役年齡以及負荷水平等因素以及區(qū)域電網中變壓器之間 的耦合關系對設備可靠性的影響，對供電系統(tǒng)的可靠性進行分析，反映出連鎖故障下供電 系統(tǒng)中變壓器的相互影響，與實際應用相吻合，進一步提高了變壓器故障分析的準確性。
【附圖說明】
[0064]圖1是本發(fā)明實施例的基于服役年齡和負荷水平的變壓器可靠性分析方法的流 程圖；
[0065] 圖2是實施例里采用的測試系統(tǒng)的示意圖。
【具體實施方式】
[0066] 為了使本發(fā)明的目的、技術方案及優(yōu)點更加清楚明白，以下結合附圖及實施例，對 本發(fā)明進行進一步詳細說明。應當理解，此處所描述的具體實施例僅僅用以解釋本發(fā)明，并 不用于限定本發(fā)明。此外，下面所描述的本發(fā)明各個實施方式中所涉及到的技術特征只要 彼此之間未構成沖突就可以相互組合。
[0067] 實施例對一個電壓等級為500kV，含有154臺變壓器的測試系統(tǒng)進行變壓器可靠 性分析，測試系統(tǒng)的接線圖如圖2所示，由于圖形大小限制，有126臺容量較小的變壓器沒 有在圖中標注出來；圖2所示的網絡含有8條等效發(fā)電機母線（編號1~8)和24條負荷 線路（編號1〇、12~20、23~28、30~31、34~36、38、53~54)，每一個負載線路代表著 一個含有降壓變壓器組、電纜、斷路器和隔離開關的變電站；圖2中其他編號的節(jié)點均為聯(lián) 絡節(jié)點，網絡中的電壓等級包括132kV，66kV和33kV;圖2中的T1-T28為28個含旁路母線 的變壓器，額定電壓為400/275k。
[0068] 根據變壓器的服役年齡和負荷水平的大小，獲取該測試系統(tǒng)中各變壓器的"連鎖 故障啟動概率"Pi。和"連鎖故障脆弱環(huán)節(jié)指示量"Pv。；
[0069] 根據"連鎖故障啟動概率"Pic;和"連鎖故障脆弱環(huán)節(jié)指示量"Pv。對各變壓器的可 靠性進行排名，具體如下：
[0070] (1)根據測試系統(tǒng)的年負荷曲線獲取其全年52個星期的負荷情況，將負荷水平相 差在3%之內的幾個星期劃在一個等級內，并計算其負荷水平的算數平均值，作為該等級的 負荷水平；確定供電系統(tǒng)的全年六個等級的負荷水平，測試系統(tǒng)的負荷等級劃分結果如下 表所示；
[0071] 表1測試系統(tǒng)負荷等級劃分
[0072]
[0073] (2)針對各等級的負荷情況，對測試系統(tǒng)進行潮流分析，以確定各變壓器在初始狀 態(tài)下的負荷值；
[0074] 本實施例針對負荷等級1進行處理，由表1可知，第一級負荷水平的負荷率為 98. 9%，全年中有9個星期處于該負荷等級，其出現(xiàn)的概率為17.3%;本實施例中 提取20號母線上的變壓器B20-1進行分析，通過潮流計算得到其初始狀態(tài)下的負荷值為 0. 95 ；
[0075] (3)B20_1變壓器初始狀態(tài)下的負荷值為0. 95,對應的環(huán)境溫度0a= 25. 8°C;采 用IEC-60076-7導則中給出的熱點溫度模型0HST= 0a+A0TQ+A0w，獲取初始負荷情況 下的熱點溫度；
[0076] 其中@HST為熱點溫度，@a為環(huán)境溫度，A0TOS頂層油溫升，A0 w為熱點溫度相 對與頂層油溫的差值；考慮變壓器故障停運時負荷突變的情況，根據負荷的步進式遞增、遞 減規(guī)律，完成A0T#PA0w的相關計算；
[0077] 當負荷遞增時：
[0082] A 0w= Hgrky (4)
[0083]其中々（t)=l-exp(_t/(knXt。)）；
[0084] f2 (t)=k21 X (1-exp (_t/ (k22 X tw)))- (k21_l) X (1-exp (_t/(t〇/k22)));
[0085]f3(t)=exp(-t/(knXt〇))；
[0086] 其中，A0min為初始時刻的頂層油溫，A0 mK為穩(wěn)態(tài)情況下頂層油溫升的額定 損失，A0w，in為初始時刻熱點溫度相對于頂層油溫的梯度，R為空載額定電流情況下的負 載損耗率，k為負荷因子（負荷電流/額定電流），x為變壓器油的指數系數，H為熱點因子， &為額定電流下的繞組平均溫度相對于平均油溫的梯度，y為繞組指數系數，t為時間（分 鐘），kn，k21和k22為熱點溫度模型常數，t。為變壓器油平均時間常數（分鐘），tw為繞組 時間常數（分鐘）；熱點溫度模型中的特征常數均為變壓器的固有特性，必須通過變壓器溫 升實驗來得到，否則測量數據將無效；
[0087] 對于熱點溫度參數模型，本實施例中A0TO，K= 47. 7K，H= 2. 1，gr= 11. 2,R= 1. 6,其他參數全部采用IEC中對應的推薦參數；
[0088] 獲取熱點溫升A0TQ= 35. 438K，變壓器B20-1的熱點溫度0 HST= 364. 8648K;
[0089] (4)根據步驟⑶中所得到的熱點溫度，利用Arrhenius-Eyring模型，對變壓器進 行絕緣壽命評估：
[0090]
[0091]其中L(0HST)為變壓器量化壽命，0HST為熱點溫度（K)。
[0092] 本實施例基于以下兩個預設條件：①正常工作條件下，變壓器的熱點溫度與歷史 負荷水平有關；②當熱點溫度? HST= 80°C，變壓器的特征壽命為40年；由此得到相應的參 數值：A= 0? 56,B= 1500 ;
[0093]對應的變壓器量化壽命L(0HST) =0?56Xe(15°°/364_8648)= 34. 17 (6)
[0094] (5)利用變壓器量化壽命L(0HST)，基于Weibull分布得到變壓器設備的故障概率 累計分布函數Pf:
[0095]
[0096] 其中0為卩{的形狀參數，實施例中0 = 5,根據步驟⑷中獲取的L(0 HST)= 34. 17與式（7)，獲取變壓器B20-1的故障概率累計分布函數Pf:
[0097]
[0098] (6)根據馬爾科夫模型（Markovmodel)分析變壓器服役年齡對其可靠性的影響； 基于變壓器的服役年齡，獲取各變壓器的可靠性指標Df，采用可靠性指標Df表征變壓器在 單位時間內發(fā)生故障的次數：
[0099]
[0100] t變指變壓器的運行時間，S卩服役年齡，實施例中變壓器B20-1的服役年齡為20 年，對應的t= 175200h;
[0101] 將變壓器運行時間t劃分為s個相等的子區(qū)間，At為每個子區(qū)間的時間步長，本 實施例中At=lh;由于故障發(fā)生的前提為變壓器從投運開始，到故障發(fā)生前一直處于正 常運行的狀態(tài)，因此采用后驗條件概率公式，獲取第j個子區(qū)間中的故障概率Pj:
[0102]
[0103]進一步的，結合步驟（5)中得到的Pf (t)與式（9)，獲取Pj:
[0104]
[0105] 綜上，獲取變壓器B20-1在初始狀態(tài)下可靠性指標Du;
[0106]