[發(fā)明專利]磁控并聯(lián)電抗器運行健康狀態(tài)評估方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201410469916.1
• 申請日: 2014-09-15
• 公開（公告）號: CN104266677A
• 公開（公告）日: 2015-01-07
• 發(fā)明（設計）人: 陳鋒;鄭浩;聶德鑫;盧文華;杜振波;蔡偉;梁嗣元
• 申請（專利權）人: 國家電網(wǎng)公司;國網(wǎng)安徽省電力公司;國網(wǎng)電力科學研究院武漢南瑞有限責任公司
• 主分類號: G01D21/02
• 分類號: G01D21/02
• 代理公司: 武漢開元知識產(chǎn)權代理有限公司 42104
• 代理人: 潘杰;李滿

1.一種磁控并聯(lián)電抗器運行健康狀態(tài)評估方法，其特征在于，它包括如下步驟：

步驟S1：對磁控并聯(lián)電抗器進行反映磁控并聯(lián)電抗器絕緣問題的油化試驗，從而得到被測磁控并聯(lián)電抗器的油介質損耗真實值、微水含量真實值和油擊穿電壓真實值；

對上述磁控并聯(lián)電抗器進行油中溶解氣體分析試驗，從而得到被測磁控并聯(lián)電抗器的電抗器油內的氫氣含量真實值、氫氣產(chǎn)生速度真實值、乙炔含量真實值、乙炔產(chǎn)生速度真實值、總烴含量真實值和總烴產(chǎn)生速度真實值；

對上述磁控并聯(lián)電抗器進行振動噪聲測量試驗，從而得到被測磁控并聯(lián)電抗器的振動整幅真實值和噪聲聲級真實值；

步驟S2：采用如下相對劣化度計算公式，對步驟1中得到的各個真實值進行歸一化處理，所述相對劣化度計算公式包括升階的劣化度計算公式和降階的劣化度計算公式，其中，所述被測磁控并聯(lián)電抗器的油擊穿電壓真實值通過降階的劣化度計算公式進行歸一化處理；

上述油介質損耗真實值、微水含量真實值、振動整幅真實值、噪聲聲級真實值、氫氣含量真實值、氫氣產(chǎn)生速度真實值、乙炔含量真實值、乙炔產(chǎn)生速度真實值、總烴含量真實值和總烴產(chǎn)生速度真實值分別通過升階的劣化度計算公式進行歸一化處理；

上述降階的劣化度計算公式為：

x1=1x≤ab-xb-aa<x≤b0x>b---(1)]]>

上述升階的劣化度計算公式為：

x2=0x′≤a′x′-a′b′-a′a′<x′≤b′1x′>b′---(2)]]>

上述公式1中的x為上述油擊穿電壓真實值，a為預設的油擊穿電壓狀態(tài)量下限閾值，b為預設的油擊穿電壓狀態(tài)量上限閾值，x₁為油擊穿電壓真實值歸一化后的值；

上述公式2中，所述x′為油介質損耗真實值，a′為油介質損耗狀態(tài)量下限閾值，b′為油介質損耗狀態(tài)量上限閾值，x₂為油介質損耗真實值歸一化后的值；

或者，所述x′為微水含量真實值，a′為微水含量下限閾值，b′為微水含量上限閾值，x₂為微水含量真實值歸一化后的值；

或者，所述x′為振動整幅真實值，a′為振動整幅狀態(tài)量下限閾值，b′為振動整幅狀態(tài)量上限閾值，x₂為振動整幅真實值歸一化后的值；

或者，所述x′為噪聲聲級真實值，a′為噪聲聲級狀態(tài)量下限閾值，b′為噪聲聲級狀態(tài)量上限閾值，x₂為噪聲聲級真實值歸一化后的值；

或者，所述x′為電抗器油內的氫氣含量真實值，a′為電抗器油內的氫氣含量狀態(tài)量下限閾值，b′為電抗器油內的氫氣含量狀態(tài)量上限閾值，x₂為電抗器油內的氫氣含量真實值歸一化后的值；

或者，所述x′為電抗器油內的氫氣產(chǎn)生速度真實值，a′為電抗器油內的氫氣產(chǎn)生速度狀態(tài)量下限閾值，b′為電抗器油內的氫氣產(chǎn)生速度狀態(tài)量上限閾值，x₂為電抗器油內的氫氣產(chǎn)生速度真實值歸一化后的值；

或者，所述x′為電抗器油內的乙炔含量真實值，a′為電抗器油內的乙炔含量狀態(tài)量下限閾值，b′為電抗器油內的乙炔含量狀態(tài)量上限閾值，x₂為電抗器油內的乙炔含量真實值歸一化后的值；

或者，所述x′為電抗器油內的乙炔產(chǎn)生速度真實值，a′為電抗器油內的乙炔產(chǎn)生速度下限閾值，b′為電抗器油內的乙炔產(chǎn)生速度上限閾值，x₂為電抗器油內的乙炔產(chǎn)生速度真實值歸一化后的值；

或者，所述x′為電抗器油內的總烴含量真實值，a′為電抗器油內的總烴含量狀態(tài)量下限閾值，b′為電抗器油內的總烴含量狀態(tài)量上限閾值，x₂為電抗器油內的總烴含量真實值歸一化后的值；

或者，所述x′為電抗器油內的總烴產(chǎn)生速度真實值，a′為電抗器油內的總烴產(chǎn)生速度下限閾值，b′為電抗器油內的總烴產(chǎn)生速度上限閾值，x₂為電抗器油內的總烴產(chǎn)生速度真實值歸一化后的值；

上述公式1中的x₁和公式2中的x₂組成X_n，所述X_n為上述各個真實值歸一化后的值；上述公式1中的a和b以及公式2中的a′和b′均為預設值，該預設值根據(jù)預防性試驗規(guī)程和現(xiàn)場調研確定；

步驟S3：根據(jù)國家電網(wǎng)公司企業(yè)標準《油浸式變壓器(電抗器)狀態(tài)評價導則》將磁控并聯(lián)電抗器的評價指標和電抗器運行健康狀態(tài)分別劃分為四種狀態(tài)等級，分別為正常狀態(tài)S1、注意狀態(tài)S2、異常狀態(tài)S3和嚴重狀態(tài)S4，所述磁控并聯(lián)電抗器的評價指標包括油介質損耗、微水含量、油擊穿電壓、氫氣含量、氫氣產(chǎn)生速度、乙炔含量、乙炔產(chǎn)生速度、總烴含量、總烴產(chǎn)生速度、振動整幅和噪聲聲級；

步驟S4：采用半梯與半嶺相結合的隸屬度函數(shù)來確定上述各個真實值對于上述四種狀態(tài)等級的隸屬度，各狀態(tài)等級隸屬度的計算公式為：

μ1(xn)=1xn≤a112-12sin[πa2-a1(xn-a1+a22)]a1<xn≤a20xn>a2---(3)]]>

μ2(xn)=12+12sin[πa2-a1(xn-a1+a22)]a1<xn≤a21a2<xn≤a312-12sin[πa4-a3(xn-a3+a42)]a3<xn≤a4---(4)]]>

μ3(xn)=12+12sin[πa4-a3(xn-a3+a42)]a3<xn≤a41a4<xn≤a512-12sin[πa6-a5(xn-a5+a62)]a5<xn≤a6---(5)]]>

μ4(xn)=0xn≤a512+12sin[πa6-a5(xn-a5+a62)]a5<xn≤a61xn>a6---(6)]]>

上述公式3～6中，X_n為上述各個真實值歸一化后的值，μ₁(x_n)為各個真實值對于正常狀態(tài)S1的隸屬度，μ₂(x_n)為各個真實值對于注意狀態(tài)S2的隸屬度，μ₃(x_n)為各個真實值對于異常狀態(tài)S3的隸屬度，μ₄(x_n)為各個真實值對于嚴重狀態(tài)S4的隸屬度，a₁～a₆分別為正常狀態(tài)S1、注意狀態(tài)S2、異常狀態(tài)S3和嚴重狀態(tài)S4之間的邊界值；

步驟S5：將確定的磁控并聯(lián)電抗器的評價指標根據(jù)反映電抗器不同運行健康狀態(tài)的標準分為四類，第一類為反映磁控并聯(lián)電抗器內部過熱問題的油中溶解氣體評價指標，第二類為反映磁控并聯(lián)電抗器絕緣問題的油化試驗評價指標，第三類為反映磁控并聯(lián)電抗器振動和噪聲的振動整幅和噪聲等級評價指標，第四類為反映磁控并聯(lián)電抗器的電抗器油內溶解氣體狀態(tài)量變化趨勢的評價指標，上述每一類評價指標組成一個子證據(jù)體；

步驟S6：根據(jù)如下公式確定每個子證據(jù)體對于所述每種狀態(tài)等級的隸屬度：

mi(Aj)=Σr=1nμi(xr)ω(xr)---(7)]]>

式中，m表示子證據(jù)體，A表示狀態(tài)等級，m_i(A_j)為子證據(jù)體i關于狀態(tài)等級j的隸屬度，即子證據(jù)體i對于狀態(tài)等級j的信度函數(shù)值，μ_j(x_r)為子證據(jù)體中的評價指標x_r關于狀態(tài)等級j的隸屬度，即子證據(jù)體i中評價指標x_r關于狀態(tài)等級j的信度函數(shù)值，ω(x_r)為子證據(jù)體i中的評價指標x_r的權重，n為每一種子證據(jù)體中評價指標的數(shù)量；

步驟S7：利用如下公式8修正證據(jù)合成前的子證據(jù)體的信度函數(shù)值：

m′(A)=βmi(Aj)m′(A5)=1-β---(8)]]>

其中，β為預設的置信度系數(shù)，m_i(A_j)為子證據(jù)體i對于狀態(tài)等級j的信度函數(shù)值，該信度函數(shù)值為證據(jù)合成修正前的信度函數(shù)值，m′(A)為證據(jù)合成修正后的信度函數(shù)值，m′(A₅)為不確定證據(jù)的信度函數(shù)值，即變壓器運行健康狀態(tài)不確定屬于上述四種狀態(tài)等級中那一種的概率；

步驟S8：利用如下公式9進行不同子證據(jù)體之間的證據(jù)合成：

其中，表示空集，所述m₁′(A₁)、m₂′(A₂)、m₃′(A₃)、m₄′(A₄)和m₄′(A₅)表示各個子證據(jù)體關于對應狀態(tài)等級的證據(jù)合成修正后的信度函數(shù)值，即為各個子證據(jù)體關于識別框架中個體A₁、A₂、A₃、A₄和A₅的信任度函數(shù)值，上述m₁′(A₁)、m₂′(A₂)、m₃′(A₃)、m₄′(A₄)和m₄′(A₅)組成z(A)，所述識別框架包括變壓器運行健康狀態(tài)屬于正常狀態(tài)S1的概率，記為A₁、變壓器運行健康狀態(tài)屬于注意狀態(tài)S2的概率，記為A₂、變壓器運行健康狀態(tài)屬于異常狀態(tài)S3的概率，記為A₃、變壓器運行健康狀態(tài)屬于嚴重狀態(tài)S4的概率，記為A₄和變壓器運行健康狀態(tài)屬于步驟S7內求出的不確定證據(jù)的信度函數(shù)值，記為A₅；m表示子證據(jù)體，A表示狀態(tài)等級，z(A)為步驟S5所述的四類子證據(jù)體合成后電抗器運行健康狀態(tài)關于識別框架中個體A₁、A₂、A₃、A₄和A₅的信度函數(shù)值；

步驟S9：利用如下公式10的推理規(guī)則公式確定評估得到的狀態(tài)等級：

z(Ah)-z(Ak)>ϵ1z(A5)<ϵ2z(Ah)>z(A5)---(10)]]>

其中，A_h為確定變壓器運行健康狀態(tài)為上述四種狀態(tài)中的那一種后得到的狀態(tài)等級，這里A_h取值為正常狀態(tài)S1或注意狀態(tài)S2或異常狀態(tài)S3或嚴重狀態(tài)S4，z(A_h)為評估結果的信度函數(shù)值，z(A_k)為其它狀態(tài)的信度函數(shù)值，即正常狀態(tài)S1、注意狀態(tài)S2、異常狀態(tài)S3、嚴重狀態(tài)S4中除去評估結果A_h狀態(tài)后其它的信度函數(shù)值，z(A₅)為不確定信度函數(shù)值，ε₁和ε₂為預先設定的閾值。