(7)重復(fù)步驟⑷~（6)，對(duì)網(wǎng)絡(luò)中其他變壓器進(jìn)行分析，獲取網(wǎng)絡(luò)中所有變壓器 在初始狀態(tài)下的可靠性指標(biāo)〇0;〇0為初始情況下第1臺(tái)變壓器的可靠性；
[0107] (8)假設(shè)變壓器2因故障導(dǎo)致停運(yùn)，網(wǎng)絡(luò)中潮流將重新分布，重新對(duì)供電系統(tǒng)進(jìn)行 潮流計(jì)算，獲取在變壓器2停運(yùn)時(shí)其他變壓器的負(fù)荷值；
[0108] (9)針對(duì)網(wǎng)絡(luò)中所有的變壓器，重復(fù)步驟（4)~（6)，獲取網(wǎng)絡(luò)中所有變壓器在變 壓器2停運(yùn)狀況下的可靠性指標(biāo)Di，2;Du為變壓器2停運(yùn)時(shí)變壓器i的可靠性；
[0109] (10)獲取連鎖故障啟動(dòng)概率指標(biāo)Pi。，并根據(jù)Pi。概率指標(biāo)識(shí)別出變壓器系統(tǒng)中最 容易引發(fā)連鎖故障的變壓器；其中變壓器2的連鎖故障啟動(dòng)概率為：
[0110]
[0111] 其中，D2，b為初始情況下變壓器2的可靠性；Du為初始情況下變壓器i的可靠性； Dy為變壓器n停運(yùn)時(shí)變壓器i的可靠性；
[0112] (11)獲取連鎖故障脆弱環(huán)節(jié)指示量？7。，并根據(jù)Pv。識(shí)別出供電系統(tǒng)中最容易受擾 動(dòng)影響的變壓器；其中變壓器2的連鎖故障脆弱環(huán)節(jié)指示量為：
[0113]
[0114] 其中，D2，i為變壓器i停運(yùn)時(shí)變壓器2的可靠性；D2，b為初始情況下變壓器n的可 靠性；Di;b為初始情況下變壓器i的可靠性；iG[1，N]，N為網(wǎng)絡(luò)中變壓器的總臺(tái)數(shù)；
[0115] (12)重復(fù)步驟（10)~（11)，獲取供電系統(tǒng)中所有的變壓器的Pic指標(biāo)與Pvc指標(biāo)；
[0116] (13)將所有的變壓器分別根據(jù)Pie指標(biāo)與Pv。指標(biāo)，按照從大到小的規(guī)則進(jìn)行排 序；Pi。指標(biāo)排名最靠前的變壓器是最容易導(dǎo)致連鎖故障發(fā)生的環(huán)節(jié)；Pv。指標(biāo)排名最靠前的 變壓器是最易受擾動(dòng)影響的變壓器；
[0117] 表2所列為實(shí)施例中的測(cè)試系統(tǒng)在第一級(jí)負(fù)荷水平下的Pic;、Pv。指標(biāo)排名情況：
[0118] 表2測(cè)試系統(tǒng)可靠性指標(biāo)計(jì)算結(jié)果排名
[0119]
[0120] 由表2可以看出，位于20號(hào)母線(xiàn)上的變壓器B20-1的Pi。值排名第一，表明該變壓 器對(duì)系統(tǒng)造成的影響最大，最容易引發(fā)連鎖故障；20號(hào)母線(xiàn)上的變壓器B20-3的Pv。值排名 第一，表明在擾動(dòng)存在的情況下，該變壓器最容易受到影響發(fā)生停運(yùn)，為系統(tǒng)中最脆弱的環(huán) T。
[0121] 在實(shí)施例中，采用連鎖故障啟動(dòng)概率Pic;識(shí)別出供電系統(tǒng)中最容易導(dǎo)致連鎖故障 發(fā)生的環(huán)節(jié)，采用鎖故障脆弱環(huán)節(jié)指示量Pv。識(shí)別出供電系統(tǒng)中最容易受擾動(dòng)影響的脆弱 環(huán)節(jié)；在獲取連鎖故障啟動(dòng)概率Pi。和鎖故障脆弱環(huán)節(jié)指示量Pv。的過(guò)程，充分結(jié)合了供電 系統(tǒng)中變壓器自身結(jié)構(gòu)、功能、運(yùn)行年齡以及故障模式等因素以及區(qū)域電網(wǎng)中變壓器之間 的耦合關(guān)系對(duì)設(shè)備可靠性的影響，充分考慮了供電系統(tǒng)的實(shí)際應(yīng)用情況，提供的可靠性分 析結(jié)果對(duì)實(shí)際的維護(hù)具有更好的指導(dǎo)意義。
[0122] 本領(lǐng)域的技術(shù)人員容易理解，以上所述僅為本發(fā)明的較佳實(shí)施例而已，并不用以 限制本發(fā)明，凡在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi)所作的任何修改、等同替換和改進(jìn)等，均應(yīng)包含 在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。
【主權(quán)項(xiàng)】
1. 一種基于服役年齡和負(fù)荷水平的變壓器可靠性分析方法，其特征在于，所述變壓器 可靠性分析方法具體包括如下步驟： (1) 根據(jù)變壓器負(fù)荷曲線(xiàn)劃分變壓器負(fù)荷等級(jí)； (2) 針對(duì)各負(fù)荷等級(jí)的變壓器，進(jìn)行潮流分析以獲取第i臺(tái)變壓器在初始狀態(tài)下的負(fù) 荷值；其中，i表示變壓器編號(hào)，ie[1，N] ;N為供電系統(tǒng)中變壓器的總臺(tái)數(shù)； (3) 獲取第i臺(tái)變壓器在初始狀態(tài)下與其負(fù)荷對(duì)應(yīng)的熱點(diǎn)溫度0"^;并根據(jù)熱點(diǎn)溫度 與變壓器絕緣壽命之間的關(guān)系，獲取第i臺(tái)變壓器的量化壽命Q(0HST); 結(jié)合所述變壓器量化壽命Li(0HST)，獲取變壓器的故障概率累計(jì)分布函數(shù)Pf:其中，變壓器量化壽命Li(0HST)為函數(shù)Pf的尺度參數(shù)；0為函數(shù)Pf的形狀參數(shù)，t指 變壓器的服役年齡； (4) 基于變壓器的服役年齡，獲取變壓器的可靠性指標(biāo)Df，其中，s是由變壓器的服役年齡t劃分而成的相等的子區(qū)間的個(gè)數(shù)，je[l，s] ;At為 所述子區(qū)間的時(shí)間步長(zhǎng)；為第j個(gè)子區(qū)間中的故障概率，(5) 令i=i+1，并重復(fù)步驟⑵~⑷，直到i=N，以獲取供電系統(tǒng)中N臺(tái)變壓器在 初始狀態(tài)下的可靠性指標(biāo)； (6) 根據(jù)變壓器在初始狀態(tài)下的可靠性指標(biāo)，獲取變壓器的連鎖故障啟動(dòng)概率指標(biāo) Pic;，并根據(jù)連鎖故障啟動(dòng)概率指標(biāo)Pic;識(shí)別出供電系統(tǒng)中最容易引發(fā)連鎖故障的變壓器；所 述Pic;值越大的變壓器可靠性越差，越易引發(fā)連鎖故障。2. 如權(quán)利要求1所述的變壓器可靠性分析方法，其特征在于，還包括如下步驟： (7) 獲取在第n臺(tái)變壓器停運(yùn)情況下其他各變壓器的負(fù)荷值，并令n=n+1，重復(fù)步驟 (3)~（4)，直到n=N，以獲取供電系統(tǒng)中N臺(tái)變壓器在第n臺(tái)變壓器停運(yùn)情況下的可靠性 指標(biāo)；其中，n表示變壓器編號(hào)，ne[1，N]; (8) 根據(jù)所述變壓器在第n臺(tái)變壓器停運(yùn)情況下的可靠性指標(biāo)，獲取變壓器的連鎖故 障脆弱環(huán)節(jié)指示量Pv。，并根據(jù)所述連鎖故障脆弱環(huán)節(jié)指示量Pv。識(shí)別出供電系統(tǒng)中最容易 受擾動(dòng)影響的變壓器；所述Pv。值越大的變壓器可靠性越差，越易受擾動(dòng)影響。3. 如權(quán)利要求1或2所述的變壓器可靠性分析方法，其特征在于，步驟（6)所述的連鎖 故障啟動(dòng)概率指標(biāo)Pic;具體如下：其中，Dn，b是第n臺(tái)變壓器在初始狀態(tài)下的可靠性；D是第i臺(tái)變壓器在初始狀態(tài)下 的可靠性；D^n是第i臺(tái)變壓器在第n臺(tái)變壓器停運(yùn)時(shí)的可靠性。4. 如權(quán)利要求2所述的變壓器可靠性分析方法，其特征在于，步驟（8)所述的連鎖故障 脆弱環(huán)節(jié)指示量匕。具體如下：其中，Dn，i是第n臺(tái)變壓器在第i臺(tái)變壓器停運(yùn)時(shí)的可靠性；Dn，b是第n臺(tái)變壓器在初 始狀態(tài)下的可靠性。5. 如權(quán)利要求1所述的變壓器可靠性分析方法，其特征在于，所述步驟（1)具體如下： (1. 1)根據(jù)變壓器年負(fù)荷曲線(xiàn)上的變壓器負(fù)荷情況，以星期為單位，將全年的變壓器負(fù) 荷水平分為m個(gè)等級(jí)；其中，將負(fù)荷水平相差在±3%之內(nèi)的星期劃在同一個(gè)等級(jí)內(nèi)； (1. 2)將同一個(gè)等級(jí)內(nèi)的變壓器的負(fù)荷水平取平均值，以所述平均值作為該等級(jí)的負(fù) 荷水平；m為正整數(shù)，且5 <m< 10。6. 如權(quán)利要求1或2所述的變壓器可靠性分析方法，其特征在于，在所述步驟（3)中， 根據(jù)初始狀態(tài)下的負(fù)荷值，采用熱點(diǎn)溫度模型@ HST= @a+A0TO+A，獲取變壓器在初始狀 態(tài)下的熱點(diǎn)溫度@HST; 其中，0a為環(huán)境溫度，A0TC為頂層油溫升，A0w為熱點(diǎn)溫度相對(duì)與頂層油溫的差 值； 當(dāng)負(fù)荷遞增時(shí)：A? w=[Hgrky-A0 w； in]Xf2 (t) 當(dāng)負(fù)荷遞減時(shí)：A@w=Hgrky 其中々（t) =l-exp(_t/(knXt。)）， f2 (t) =k21X(1-exp(_t/ (k22Xtw))) - (k21_l)X(1-exp(_t/ (t〇/k22)))，f3 (t) =exp(-t/ (knXt〇))； 其中，A0min為初始時(shí)刻的頂層油溫，A0mK為穩(wěn)態(tài)情況下頂層油溫升的額定損失，A0w，in為初始時(shí)刻熱點(diǎn)溫度相對(duì)于頂層油溫的梯度，R為空載額定電流情況下的負(fù)載損耗 率，k為負(fù)荷因子，x為變壓器油的指數(shù)系數(shù)，H為熱點(diǎn)因子，&為額定電流下的繞組平均溫 度相對(duì)于平均油溫的梯度，y為繞組指數(shù)系數(shù)，t為變壓器的服役年齡，kn、k21和k22為熱點(diǎn) 溫度模型常數(shù)，t。為變壓器油平均時(shí)間常數(shù)，tw為繞組時(shí)間常數(shù)。7. 如權(quán)利要求1或2所述的變壓器可靠性分析方法，其特征在于，在所述步驟（3)中， 根據(jù)初始狀態(tài)下的負(fù)荷值，采用油浸式電力變壓器的熱點(diǎn)溫度模型獲取變壓器在初始狀態(tài) 下的熱點(diǎn)溫度?HST，具體如下： a，對(duì)于自然油循環(huán)冷卻的變壓器： 熱點(diǎn)溫度b，對(duì)于強(qiáng)迫油循環(huán)冷卻的變壓器： 熱點(diǎn)溫度C，對(duì)于強(qiáng)迫油循環(huán)導(dǎo)向冷卻的變壓器： 熱點(diǎn)溫度? HST= ?HST，+〇? 15(?HST-?hr)，K> 1 ; 其中，0HST'為不考慮導(dǎo)線(xiàn)電阻影響時(shí)的熱點(diǎn)溫度值，0a為環(huán)境溫度，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(shù)，y為繞組溫 度系數(shù)，K為負(fù)載系數(shù)，H&為熱點(diǎn)對(duì)繞組頂部油的溫差；0 為老化率為1時(shí)的熱點(diǎn)溫度。8.如權(quán)利要求1至3任一項(xiàng)所述的變壓器可靠性分析方法，其特征在于，所述步驟（3) 中，采用Arrhenius公式獲取熱點(diǎn)溫度與變壓器絕緣壽命之間的關(guān)系，以獲取變壓器的量 化壽希；其中，A和B為常數(shù)。
【專(zhuān)利摘要】本發(fā)明公開(kāi)了一種基于服役年齡和負(fù)荷水平的變壓器可靠性分析方法，包括如下步驟：(1)確定變壓器負(fù)荷等級(jí)；(2)確定變壓器在初始狀態(tài)下的負(fù)荷值；(3)獲取變壓器的熱點(diǎn)溫度；(4)根據(jù)變壓器的熱點(diǎn)溫度獲取變壓器的絕緣壽命；(5)獲取變壓器的故障概率累計(jì)分布函數(shù)；(6)獲取變壓器在初始狀態(tài)下的平均故障率指標(biāo)以及故障狀態(tài)下的平均故障率指標(biāo)；(7)獲取連鎖故障啟動(dòng)概率指標(biāo)Pic和連鎖故障脆弱環(huán)節(jié)指示量Pvc；通過(guò)對(duì)Pic與Pvc率排序，識(shí)別出系統(tǒng)中處于臨界狀態(tài)的變壓器；本發(fā)明提供的可靠性分析方法，結(jié)合變壓器自身結(jié)構(gòu)、功能、運(yùn)行年齡以及區(qū)域電網(wǎng)中變壓器之間的耦合關(guān)系對(duì)設(shè)備可靠性的影響，提高了連鎖故障情景下變壓器可靠性分析準(zhǔn)確度。
【IPC分類(lèi)】G06Q50/06
【公開(kāi)號(hào)】CN104992377
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201510359403
【發(fā)明人】李振柱, 林湘寧, 熊衛(wèi)紅, 李正天, 謝志成, 蘇舒, 張宏志, 劉溟, 涂長(zhǎng)庚, 羅志宏, 鄭培文, 朱黎明
【申請(qǐng)人】華中電網(wǎng)有限公司, 華中科技大學(xué)
【公開(kāi)日】2015年10月21日
【申請(qǐng)日】2015年6月25日