[發明專利]一種基于故障樹和層次分析法的電力變壓器狀態評估方法

無效

• 申請號: 201310511827.4
• 申請日: 2013-10-25
• 公開（公告）號: CN103605881A
• 公開（公告）日: 2014-02-26
• 發明（設計）人: 張忠會;王卉;何樂彰;謝義苗;許威
• 申請（專利權）人: 南昌大學
• 主分類號: G06F19/00
• 分類號: G06F19/00
• 代理公司: 南昌市平凡知識產權代理事務所 36122
• 代理人: 夏材祥

1.一種基于故障樹和層次分析法的電力變壓器狀態評估方法，其特征在于：利用故障樹法的分析建立了一套合理的變壓器狀態綜合評估指標體系，同時提出了基于3標度層次分析法的變壓器狀態綜合評估模型，其基本步驟如下：

第一步分析故障因素，建立電力變壓器狀態綜合評估指標體系

本發明應用故障樹法找出導致變壓器故障發生的所有可能的故障模式，設頂事件為變壓器狀態；導致變壓器失效的主要部件稱為故障樹法的中間事件，本文所采用的中間事件為：本體和附體；然后對中間事件進行分析找出故障的基本原因，即故障樹的底事件；

分析了導致變壓器故障的各種因素后，應盡量選取易于測量，并能較好反映變壓器狀態的指標，建立電力變壓器狀態綜合評估指標體系，本發明以預防性試驗、運行監測狀況、歷史狀況作為一級指標，多角度、多層次地對電力變壓器的狀態進行狀態綜合評估，同時各個評價指標包含有若干個子指標；

本發明中建立的變壓器狀態評估指標體系的一級指標有運行監測狀況、預防性試驗、歷史狀況；

其中運行監測狀況的二級指標有油中溶解氣體、運行工況和運行環境；

油中溶解氣體的三級指標有氫氣含量、乙炔含量、總烴絕對產氣率、總烴相對產氣率、CO絕對產氣率；

運行工況的三級指標有負載情況、運行溫度、密封和滲漏、運行中異常；

運行環境的三級指標有環境溫度、濕度、污穢程度；

其中預防性試驗的二級指標有電氣試驗參量和絕緣油試驗參量；

電氣試驗參量的三級指標有：繞組電阻相間差、繞組介損、極化指數、繞組泄漏電流、鐵芯接地電流；

絕緣油試驗參量的三級指標有油中含水量、油介損、油中糠醛含量；

其中歷史狀況的二級指標有運行年限、運行及檢修歷史；

第二步利用3標度層次分析法建立變壓器狀態綜合評估模型

（1）構建判斷矩陣

首先，用3標度層次分析法判斷各因素的相對重要程度：

然后，構造一致判斷矩陣C

cij=ck(ri-rj)/R]]>

層次分析法主要是通過定量對同一層的元素進行排序，為了突出不同因素的差距，取重要程度系統C_k為9，則極差法的公式表為：

cij=9(ri-rj)/R]]>

其中R＝r_max-r_min

（2）排序計算各指標權重

在構造了一致判斷矩陣的基礎上，計算出與一致判斷矩陣相對應的最大特征值及相應的特征向量，經歸一化處理后，特征向量即為相應影響因素的權重，按指標間的層次關系，層層推進，依次得到各指標的權重，最后可以得到一級指標對應的權重；

（3）變壓器綜合指標計算

根據第（2）步中得到的各個層次指標間的權重關系，以及各個基礎指標的數據和相應的評分，通過一系列指標的加權求和過程得出電力變壓器綜合指標得分；

R=Σk=1N1Sk,1wk,1=Sk,1T*wX0]]>

Sm,i=Σk=1Ni+1(Sk,i+1wk,i+1)]]>

Σk=1Ni+1wk,i+1=1]]>

式中：R為電力變壓器綜合指標得分；N₁和N_i+1分別表示第1級和第i+1級指標的個數；S_m,i表示i級中第m個指標得分；w_k,i+1表示i+1級中第k個指標的權重值；

（4）變壓器狀態等級劃分

要對變壓器整體進行合理的評估，將電力變壓器的健康等級合理地分級也是一項很重要的工作，本發明采用將變壓器狀態分為優秀、良好、一般、惡化、嚴重五個等級，本文計算出變壓器狀態的綜合得分，然后根據變壓器狀態評級標準，最終確定變壓器所處的水平。