一種計及直流偏磁影響的變壓器狀態(tài)評估方法
【專利摘要】一種計及直流偏磁影響的變壓器狀態(tài)評估方法，對變壓器狀態(tài)進行數(shù)據(jù)采集，對采集的數(shù)據(jù)進行分類和處理，作為評估變壓器狀態(tài)的依據(jù)，對變壓器狀態(tài)進行評估。建立變壓器的綜合狀態(tài)評估量評估體系，提出每個單向狀態(tài)量的權(quán)重系數(shù)，采用單向狀態(tài)量評分函數(shù)、評分等級隸屬度函數(shù)，通過歷史訓(xùn)練數(shù)據(jù)庫對變壓器狀態(tài)進行評估得到變壓器基本狀態(tài)評分；對直流偏磁引起的變壓器損耗、油溫升進行計算，代入評分函數(shù)得到直流偏磁對變壓器狀態(tài)影響的評分；再將兩個評分結(jié)果進行算術(shù)平均，得到計及直流偏磁的變壓器健康狀態(tài)評分。本發(fā)明采用系統(tǒng)綜合分析方法來實現(xiàn)對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運行狀態(tài)與健康水平。
【專利說明】一種計及直流偏磁影響的變壓器狀態(tài)評估方法
【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】，具體是一種計及直流偏磁影響的變壓器狀態(tài)評估方法。
【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行，而且會影響電力系統(tǒng)運行的穩(wěn)定性和可靠性。由于制造、運輸、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)和國民經(jīng)濟帶來巨大損失。隨著我國經(jīng)濟的發(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，提高電力變壓器運行的可靠性和檢修水平、對變壓器進行狀態(tài)評估，對整個電網(wǎng)的安全運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)評估方法的文獻、專利也不斷涌現(xiàn)。如中國發(fā)明專利文獻200910074890.X公開的《基于多源信息融合的變壓器狀態(tài)評估系統(tǒng)及其評估方法》，其利用D-S證據(jù)理論融合評估算法將油色譜分析子系統(tǒng)、局部放電超高頻信號檢測子系統(tǒng)、繞組變形振動信號檢測子系統(tǒng)、電流互感器檢測子系統(tǒng)所得的檢測結(jié)果融合起來評判一臺被測變壓器的運行狀態(tài)。但是，這個方法存在如下問題:一是用于狀態(tài)評估的參量太少，僅包括了四個方面的狀態(tài)信息，不能完全反映變壓器的運行狀態(tài)；二是在評估時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)別對待，但實際上兩者并非孤立，而是存在一定的聯(lián)系；三是在當(dāng)今直流工程投運數(shù)目逐漸增多、交直流混合輸電網(wǎng)絡(luò)形成的大趨勢下，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變壓器狀態(tài)的影響。因此，這種評估方法對變壓器的評估結(jié)果與其實際狀況是有差距的，不能真實有效的反映變壓器狀態(tài)的健康水平。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]針對現(xiàn)有技術(shù)的上述不足，本發(fā)明提供一種計及直流偏磁影響的變壓器狀態(tài)評估方法，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)生直流偏磁時的真實運行狀態(tài)與健康水平。
[0005]一種計及直流偏磁影響的變壓器狀態(tài)評估方法，包括如下步驟:
[0006]I)進行數(shù)據(jù)采集，獲取跟變壓器狀態(tài)相關(guān)的單項狀態(tài)量的數(shù)據(jù)；
[0007]2)對采集的數(shù)據(jù)進進行數(shù)據(jù)分類整理，分成基本信息量、電氣試驗信息量和在線監(jiān)測量，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)確定變壓器評分方案:將變壓器的運行狀態(tài)劃分為A、B、C、D、E五個評分等級，即V={A、B、C、D、E}，差{A}表示變壓器評分O~20分，需要立即檢修，注意{B}表示變壓器評分21~40分，需要盡快檢修，中{C}表示變壓器評分41~60分，需要優(yōu)先檢修，良{D}表示變壓器評分61~85分，需要計劃檢修，優(yōu){E}表示變壓器評分86~100分，需要延期檢修；
[0009]4)確定變壓器單項狀態(tài)量評分函數(shù):
[0010]對于值越大越好的參數(shù)，采用升半梯形模型，對于值越小越好的參數(shù)，采用降半梯形模型；
[0011]5)確定評分等級隸屬度函數(shù):
[0012]將每個狀態(tài)量代入相應(yīng)的單項狀態(tài)量評分函數(shù)進行評分，然后將所得評分代入各個評分等級隸屬度函數(shù)，得到每個狀態(tài)量對應(yīng)于每個狀態(tài)的1*5行向量隸屬度；
[0013]6)計算每個狀態(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)計算出來的每個狀態(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分方案區(qū)間中位數(shù)組成的評分向量相乘，得到變壓器基本狀態(tài)評分；
[0014]7)通過訓(xùn)練數(shù)據(jù)庫得基本狀態(tài)評分:
[0015]令條件概率
【權(quán)利要求】
1.一種計及直流偏磁影響的變壓器狀態(tài)評估方法，其特征在于包括如下步驟: 1)進行數(shù)據(jù)采集，獲取跟變壓器狀態(tài)相關(guān)的單項狀態(tài)量的數(shù)據(jù)； 2)對采集的數(shù)據(jù)進進行數(shù)據(jù)分類整理，分成基本信息量、電氣試驗信息量和在線監(jiān)測量，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)測量包括氫氣、乙炔、一氧化碳、二氧化碳、總烴； 3)確定變壓器評分方案:將變壓器的運行狀態(tài)劃分為A、B、C、D、E五個評分等級，即V={A、B、C、D、E}，差{A}表示變壓器評分O~20分，需要立即檢修，注意{B}表示變壓器評分21~40分，需要盡快檢修，中{C}表示變壓器評分41~60分，需要優(yōu)先檢修，良{D}表示變壓器評分61~85分，需要計劃檢修，優(yōu){E}表示變壓器評分86~100分，需要延期檢修； 4)確定變壓器單項狀態(tài)量評分函數(shù): 對于值越大越好的參數(shù)，采用升半梯形模型，對于值越小越好的參數(shù)，采用降半梯形模型； 5)確定評分等級隸屬度函數(shù): 將每個狀態(tài)量代入相應(yīng)的單項狀態(tài)量評分函數(shù)進行評分，然后將所得評分代入各個評分等級隸屬度函數(shù)，得到每個狀態(tài)量對應(yīng)于每個狀態(tài)的1*5行向量隸屬度； 6)計算每個狀態(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)計算出來的每個狀態(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分方案區(qū)間中位數(shù)組成的評分向量相乘，得到變壓器基本狀態(tài)評分； 7)通過訓(xùn)練數(shù)據(jù)庫得基本狀態(tài)評分: 令條件概率=Pi X.= X''; Pa ji)其中Xi為第k種狀態(tài)時的樣本數(shù)目，Pa:為隨機變量Xi的父節(jié)點的取值組合中第j個取值組合，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所述的計及直流偏磁影響的變壓器狀態(tài)評估方法，其特征在于變壓器單項狀態(tài)量評分函數(shù)如下:
3.如權(quán)利要求1所述的計及直流偏磁影響的變壓器狀態(tài)評估方法，其特征在于評分等級隸屬度函數(shù)如下:
4.如權(quán)利要求1所述的計及直流偏磁影響的變壓器狀態(tài)評估方法，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進行比較時，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，對模糊一致判斷矩陣進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】G01R31/00GK103926491SQ201410160520
【公開日】2014年7月16日 申請日期: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 申請人:國家電網(wǎng)公司, 國網(wǎng)湖北省電力公司電力科學(xué)研究院, 國網(wǎng)湖北省電力公司檢修公司, 華中科技大學(xué)