[發明專利]一種計及直流偏磁影響的變壓器狀態評估方法

有效

• 申請號: 201410160520.9
• 申請日: 2014-04-21
• 公開（公告）號: CN103926491A
• 公開（公告）日: 2014-07-16
• 發明（設計）人: 阮羚;涂明;全江濤;謝志成;童重立;林湘寧
• 申請（專利權）人: 國家電網公司;國網湖北省電力公司電力科學研究院;國網湖北省電力公司檢修公司;華中科技大學
• 主分類號: G01R31/00
• 分類號: G01R31/00
• 代理公司: 武漢楚天專利事務所 42113
• 代理人: 孔敏

1.一種計及直流偏磁影響的變壓器狀態評估方法，其特征在于包括如下步驟：

1）進行數據采集，獲取跟變壓器狀態相關的單項狀態量的數據；

2）對采集的數據進進行數據分類整理，分成基本信息量、電氣試驗信息量和在線監測量，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0～20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，需要優先檢修，良{D}表示變壓器評分61～85分，需要計劃檢修，優{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量評分函數：

對于值越大越好的參數，采用升半梯形模型，對于值越小越好的參數，采用降半梯形模型；

5）確定評分等級隸屬度函數：

將每個狀態量代入相應的單項狀態量評分函數進行評分，然后將所得評分代入各個評分等級隸屬度函數，得到每個狀態量對應于每個狀態的1*5行向量隸屬度；

6）計算每個狀態量的指標權重系數，根據底層的狀態量的指標權重系數形成的行向量以及步驟5）計算出來的每個狀態量隸屬度行向量組成的相應層屬度矩陣相乘，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隸屬度行向量，最后將變壓器基本狀態隸屬度行向量與由評分方案區間中位數組成的評分向量相乘，得到變壓器基本狀態評分；

7）通過訓練數據庫得基本狀態評分：

令條件概率其中X_i為第k種狀態時的樣本數目，為隨機變量x_i的父節點的取值組合中第j個取值組合，令q_i為X_i的可取值數目，根據概率的歸一性，可知：

Σk=1qiθijk=1;]]>

由條件期望估計法可以推知該變壓器狀態網絡條件概率的學習公式：

θ^ijk=EP(θ‾ij|C)(θijk)=αk+NijkΣk=1r(αk+Nijk)]]>

式中，N_ijk指隨機變量節點X_i父節點取第j個取值組合，X_i為第k種狀態時的樣本數目；r為節點X_i的狀態數目，r=5；a_k代表專家知識，由領域內的專家給定，其中X_i父節點為歷史狀態、當前狀態、預測狀態這3個節點；狀態被劃分為5個區間，共有5³=125種組合；k=1時對應綜合狀態為E，k=2時對應綜合狀態為D，依此類推，共5種；

將所收集到的變電站實際運行試驗數據，通過步驟（1）～（6）進行評分，得到歷史狀態評分、當前狀態評分、預測狀態評分、基本狀態評分，四者組成訓練數據樣本庫，并通過變壓器狀態網絡條件概率的學習公式對變壓器狀態評估系統進行訓練，得到變壓器狀態評估網絡，當輸入一組測試樣本數據時，首先對數據進行歷史狀態評分、當前狀態評分、預測狀態評分，再代入已經訓練好的變壓器狀態評估網絡中，得到測試樣本的基本狀態評分；

8）直流偏磁對變壓器狀態影響的量化：

變壓器在直流偏磁情況下的總損耗為P=P_F+P_L+△P_L，其中PF=P++P_2,]]>P_L為變壓器額定負載損耗，ΔPL=PL2×((IN+IdcIN)2-1),]]>I_N為變壓器額定電流值，I_dc為變壓器中性點直流電流值；

設ΔT為變壓器油溫升值，Q為直流偏磁下變壓器損耗對時間積分得到的熱量值，由

得到ΔT=∫0TPdtcm;]]>

9）建立直流偏磁對變壓器狀態影響的評估模型：

直流偏磁下變壓器油溫升的評分函數為：

f(T)=e-T2/1800T<600T≥60]]>

其中T為變壓器油溫升值。將步驟8）得到的變壓器油溫升值ΔT代入該公式，得到變壓器油溫升值的評分值，再代入步驟5）中各個等級的隸屬度函數，得到直流偏磁對變壓器油溫升影響的評分向量，與步驟3）的五級評分方案的中五個區間的中點值組成的列向量相乘，得到直流偏磁對變壓器狀態影響的評分；

10）確定計及直流偏磁的變壓器健康狀態評估結果：

將步驟7）得到的變壓器基本狀態評分和步驟9）得到的直流偏磁對變壓器狀態影響的評分取算術平均值，得到計及直流偏磁的變壓器健康狀態最終評分結果。