[發明專利]一種大型油浸式電力變壓器可靠性評估動態修正方法

在審

• 申請號: 201710555736.9
• 申請日: 2017-07-10
• 公開（公告）號: CN107330286A
• 公開（公告）日: 2017-11-07
• 發明（設計）人: 程樂峰;余濤
• 申請（專利權）人: 華南理工大學
• 主分類號: G06F19/00
• 分類號: G06F19/00
• 代理公司: 廣州市華學知識產權代理有限公司44245
• 代理人: 許菲菲,蔡茂略

技術領域

本發明涉及電力系統變壓器可靠性評估技術領域，特別涉及一種大型油浸式電力變壓器可靠性評估動態修正方法。該方法適用于電力變壓器的可靠性評估。

背景技術

大型油浸式電力變壓器作為電力系統的樞紐設備，其運行可靠性直接關系到電力系統的安全和穩定。因此，準確評估其可靠性水平是電網安全穩定運行的重要保證。在能源互聯網技術大力發展及國務院李克強總理提出“互聯網+”背景下，可再生新能源越來越受到重視和發展，這些大量的新能源接入電網，必將導致大量的諧波污染和電壓偏差等問題，從而影響電網的安全穩定運行，使得電網的設備可靠性面臨嚴峻的考驗，提高電網可靠性將成為亟需解決的問題。

在電壓器可靠性分析方面，研究尚處于起步階段，方法單一，理論發展不完善。廖瑞金等學者提出利用馬爾科夫過程建立綜合的變壓器可靠性評估模型，但該模型主要基于統計規律，欠缺對變壓器的個體性差異的考慮。而變壓器是由多個系統構成的復雜集合體，繞組油紙絕緣系統作為變壓器最核心的部分，決定了變壓器的壽命，且其可靠性水平直接關系著變壓器能否正常運行，因此，準確評估變壓器油紙絕緣系統運行狀態的可靠性水平，對于防止絕緣故障過早發生具有重要意義。

目前變壓器油紙絕緣系統的相關研究主要集中在老化特征參量失效老化規律方面。重慶大學王有元等學者(王有元,袁園,李劍,等.變壓器油紙絕緣可靠性的威布爾混合評估模型[J].高電壓技術,2010,36(4):842-848.)在對相關特征參量進行深入分析的基礎上，選取聚合度、糠醛體積分數等作為反映變壓器油紙絕緣可靠性的特征參量，建立了混合威布爾模型，但是該模型本身停留在實驗室層面，特征參量獲取比較困難，考慮到現階段供電企業不具備測試聚合度的條件，且很少對糠醛含量進行測試。預防性試驗規程規定：糠醛的測試周期為六年，期間的變壓器濾油、檢修等操作對糠醛含量影響很大，影響了模型的準確性，這就造成了模型推廣的難度。

發明內容

本發明的目的在于克服現有技術的缺點，尤其是針對聚合度、糠醛體積分數等作為反映變壓器油紙絕緣可靠性的特征參量的獲取比較困難這一問題，提供一種數據獲取相對容易，評估準確性高的大型油浸式電力變壓器可靠性評估動態修正方法。

發明人發現，油色譜分析(DGA)數據蘊含數據量大，相對容易獲得，DGA數據既可以離線獲取也可以通過在線監測的手段獲取，DGA數據是研究變壓器內部特性的首推特征量。本發明選取變壓器油紙絕緣系統作為評估的對象，取熱點溫度(Hot Spot Temperature，HST)為核心點，結合威布爾分布(Weibull)和阿列紐斯(Arrhenius)反應定律，建立起基于HST的變壓器老化故障模型。同時本發明利用該模型，并使用油中溶解氣體分析(Dissolved Gas Analysis,DGA)數據，結合灰色理論對模型進行動態修正，確保評估值能反映變壓器的實際可靠性水平，從而可很好地跟蹤變壓器的運行狀態，準確反映變壓器的老化過程，解決了由于聚合度、糠醛體積分數等作為反映變壓器油紙絕緣可靠性的特征參量獲取困難導致可靠性分析模型準確性不高、推廣應用難的問題。

一種大型油浸式電力變壓器可靠性評估動態修正方法所建立的可靠性評估模型采用原始可靠性評估模型和灰色修正模型相互配合的架構，其中原始可靠性評估模型以HST熱點溫度計算為核心，灰色修正模型以DGA灰靶修正為核心。本發明具體的技術實現方案包括兩個過程：

第一過程：建立基于HST的變壓器老化故障模型(HST壽命模型，基礎模型)，該模型采用IEEE規程(IEEE Std.C57.91-2011)和IEC Std 60076-7所推薦的變壓器繞組HST的經驗模型，該模型用于計算變壓器油紙絕緣系統繞組熱點分布，包括繞組HST計算和變壓器故障率λ計算；