[發(fā)明專利]一種計及直流偏磁影響的變壓器狀態(tài)評估方法

有效

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• 申請日: 2014-04-21
• 公開（公告）號: CN103926491A
• 公開（公告）日: 2014-07-16
• 發(fā)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(quán)）人: 國家電網(wǎng)公司;國網(wǎng)湖北省電力公司電力科學研究院;國網(wǎng)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

技術領域

本發(fā)明涉及輸變電設備技術領域，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

電力變壓器是電力傳輸中的關鍵設備之一，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)生故障可能導致更為嚴重的后果。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。

近年來，隨著狀態(tài)檢修理論的深入研究，狀態(tài)評估技術也得到了越來越多的重視。有關變壓器狀態(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)下設備表現(xiàn)出的特征指標區(qū)別對待，但實際上兩者并非孤立，而是存在一定的聯(lián)系；三是在當今直流工程投運數(shù)目逐漸增多、交直流混合輸電網(wǎng)絡形成的大趨勢下，變壓器直流偏磁現(xiàn)象也逐漸嚴重，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

針對現(xiàn)有技術的上述不足，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。

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：

1）進行數(shù)據(jù)采集，獲取跟變壓器狀態(tài)相關的單項狀態(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；

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(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)量的指標權(quán)重系數(shù)，根據(jù)底層的狀態(tài)量的指標權(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）通過訓練數(shù)據(jù)庫得基本狀態(tài)評分：

令條件概率其中X_i為第k種狀態(tài)時的樣本數(shù)目，為隨機變量x_i的父節(jié)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(shù)目，根據(jù)概率的歸一性，可知：