[發明專利]一種分體式變壓器冷卻系統效能評價方法

在審

• 申請號: 201710331055.4
• 申請日: 2017-05-11
• 公開（公告）號: CN107169195A
• 公開（公告）日: 2017-09-15
• 發明（設計）人: 魏本剛;黃華;姚周飛;李可軍;婁杰;張鈺瑩;郭若琛
• 申請（專利權）人: 國網上海市電力公司;山東大學
• 主分類號: G06F17/50
• 分類號: G06F17/50
• 代理公司: 濟南圣達知識產權代理有限公司37221
• 代理人: 張勇

技術領域

本發明涉及電工技術領域，尤其涉及一種分體式變壓器冷卻系統效能評價方法。

背景技術

由于城區的用電負荷快速增加，城區內變電站的建設數量隨之增長。綜合考慮土地占用面積及城市環境協調等問題，在北京、上海等大型都市的新建110kV級以上變電站中地下變電站及戶內變電站的比例越來越大。由于空間限制和電力設備散熱需求，地下變及戶內變的變壓器的冷卻系統往往采用與變壓器本體分體設計的方式，即分體式變壓器。

在冷卻效能評價及冷卻效能評價技術體系研究方面，國內外未見對于分體冷卻系統的效能評價及相應的技術體系。目前國家電網公司已經建立了對電力設備狀態評價的技術體系，但是關注點是主設備運行狀態，對于分體冷卻系統這一近年來逐步增多的輔助設備并無詳細的評價體系。分體式變壓器冷卻系統的效能評價對分體式變壓器冷卻效能系統的使用、管理有著導向、診斷、管理、鑒定等重要作用，對變壓器的運維具有重要意義。

發明內容

本發明的目的就是為了解決上述問題，提供一種分體式變壓器冷卻系統效能評價方法，通過層次分析法來解決其中的核心能力矩陣問題，確保效能評判的有效性。

為了實現上述目的，本發明采用如下技術方案：

一種分體式變壓器冷卻系統效能評價方法，包括：采用ADC法對變壓器冷卻系統完成特定實驗任務的能力和質量進行量化，ADC法是根據可用性、可信性和能力來進行評價；采用APH法確定能力的影響因素各層指標權重及指標層綜合權重；

可用性是在開始實驗任務時對分體冷卻系統狀態的度量；可信性表示分體冷卻系統在已知狀態下進入實驗，實驗過程中分體冷卻系統在某時刻處于某狀態的度量；能力為分體冷卻系統在實驗過程中所處狀態已知的情況下，完成某種特定實驗任務的度量。

可信性取決于可維修性、可靠性因素。

ADC法的函數具體為可用性、可信性和能力對應可用性矩陣A、可信性矩陣D、能力矩陣C的乘積，描述為E＝ADC，式中：

A＝[a₁，a₂，…，a_n]，a_n為開始實驗任務時評價對象處于狀態i的概率，∑a_n＝1；

d_ij為冷卻系統所處于i狀態開始實驗任務，在實驗過程中由i轉換為j的狀態概率，且∑_jd_ij＝1；

c_ij為分體冷卻系統可用條件下，第j個品質因數的值。

分體冷卻系統有可用和不可用兩種狀態，可用性矩陣A[a₁，a₂]，a₂＝1-a₁，

式中：a₁——評價對象處于可用狀態的概率；a₂——評價對象處于不可用狀態的概率；MTBF——評價對象平均故障間隔時間，相鄰兩次故障間平均工作時間，表示為t_i為評價對象發生在第i次故障之前的工作時間，n為故障間隔時間數；MTTR為評價對象平均故障修復時間，指出現故障到恢復正常工作所需時間的平均值，表示為其中Δt_i為第i次故障的修復時間，n為故障次數。

可信性矩陣D具體為式中，d₁₁,d₁₂——系統在實驗開始是處于可用狀態，在結束后處于可用和不可用狀態的概率：d₂₁,d₂₂——系統在開始實驗時處于不可用狀態，實驗結束后處于可用和不可用狀態的概率。

對于分體冷卻系統，開始實驗時處于不可用狀態的設備在實驗系統中不予維修，因此，MTBF——評價對象平均故障間隔時間，相鄰兩次故障間平均工作時間，表示為t_i為評價對象發生在第i次故障之前的工作時間，n為故障間隔時間數。

根據能力矩陣C的求解的不同包括兩種情況：

第1種情況：分體冷卻系統連續工作，c_j根據實驗結束時系統所處的狀態能完成實驗的概率計算，此時

第2種情況：分體冷卻系統不是連續工作，c_j的計算應先計算[c_ij],其中元素c_ij為由狀態i轉移到狀態j完成實驗的概率，

影響能力的因素包括：

系統組成P1，包括分體式變壓器的冷卻方式Q11，冷卻系統的結構Q12，散熱器內的流動速度Q13；