一种计及直流偏磁影响的变压器状态评估方法技术

一种计及直流偏磁影响的变压器状态评估方法，对变压器状态进行数据采集，对采集的数据进行分类和处理，作为评估变压器状态的依据，对变压器状态进行评估。建立变压器的综合状态评估量评估体系，提出每个单向状态量的权重系数，采用单向状态量评分函数、评分等级隶属度函数，通过历史训练数据库对变压器状态进行评估得到变压器基本状态评分；对直流偏磁引起的变压器损耗、油温升进行计算，代入评分函数得到直流偏磁对变压器状态影响的评分；再将两个评分结果进行算术平均，得到计及直流偏磁的变压器健康状态评分。本发明专利技术采用系统综合分析方法来实现对直流偏磁在变压器状态影响的量化，可准确反映变压器在直流偏磁情况下的真实运行状态与健康水平。

【技术实现步骤摘要】
【专利摘要】，对变压器状态进行数据采集，对采集的数据进行分类和处理，作为评估变压器状态的依据，对变压器状态进行评估。建立变压器的综合状态评估量评估体系，提出每个单向状态量的权重系数，采用单向状态量评分函数、评分等级隶属度函数，通过历史训练数据库对变压器状态进行评估得到变压器基本状态评分；对直流偏磁引起的变压器损耗、油温升进行计算，代入评分函数得到直流偏磁对变压器状态影响的评分；再将两个评分结果进行算术平均，得到计及直流偏磁的变压器健康状态评分。本专利技术采用系统综合分析方法来实现对直流偏磁在变压器状态影响的量化，可准确反映变压器在直流偏磁情况下的真实运行状态与健康水平。【专利说明】
本专利技术涉及输变电设备
，具体是。
技术介绍
电力变压器是电力传输中的关键设备之一，变压器的状态不仅影响其本身的安全运行，而且会影响电力系统运行的稳定性和可靠性。由于制造、运输、安装和维修质量等因素造成地电力变压器的故障不仅影响电力系统的输电能力，还可能造成电力系统的大规模停电，给电力系统和国民经济带来巨大损失。随着我国经济的发展和电网容量的增大，电力变压器发生故障可能导致更为严重的后果。因此，提高电力变压器运行的可靠性和检修水平、对变压器进行状态评估，对整个电网的安全运行具有很重要的意义。近年来，随着状态检修理论的深入研究，状态评估技术也得到了越来越多的重视。有关变压器状态评估方法的文献、专利也不断涌现。如中国专利技术专利文献200910074890.X公开的《基于多源信息融合的变压器状态评估系统及其评估方法》，其利用D-S证据理论融合评估算法将油色谱分析子系统、局部放电超高频信号检测子系统、绕组变形振动信号检测子系统、电流互感器检测子系统所得的检测结果融合起来评判一台被测变压器的运行状态。但是，这个方法存在如下问题:一是用于状态评估的参量太少，仅包括了四个方面的状态信息，不能完全反映变压器的运行状态；二是在评估时将变压器失效因素与在其所用状态下设备表现出的特征指标区别对待，但实际上两者并非孤立，而是存在一定的联系；三是在当今直流工程投运数目逐渐增多、交直流混合输电网络形成的大趋势下，变压器直流偏磁现象也逐渐严重，而该方法未能考虑直流偏磁对变压器状态的影响。因此，这种评估方法对变压器的评估结果与其实际状况是有差距的，不能真实有效的反映变压器状态的健康水平。
技术实现思路
针对现有技术的上述不足，本专利技术提供，其可准确反映直流输电系统单极-大地工况下变压器发生直流偏磁时的真实运行状态与健康水平。，包括如下步骤:I)进行数据采集，获取跟变压器状态相关的单项状态量的数据；2)对采集的数据进进行数据分类整理，分成基本信息量、电气试验信息量和在线监测量，所述基本信息量包括家族缺陷记录、不良工况记录，所述电气试验信息量包括绝缘吸收比、绕组介质损耗、泄露电流变化率、线圈直流电阻相间差、绕组电容变化率、短路阻抗变化率、套管主屏绝缘电阻、铁芯接地电流，所述在线监测量包括氢气、乙炔、一氧化碳、二氧化碳、总烃；3)确定变压器评分方案:将变压器的运行状态划分为A、B、C、D、E五个评分等级，即V={A、B、C、D、E}，差{A}表示变压器评分O~20分，需要立即检修，注意{B}表示变压器评分21~40分，需要尽快检修，中{C}表示变压器评分41~60分，需要优先检修，良{D}表示变压器评分61~85分，需要计划检修，优{E}表示变压器评分86~100分，需要延期检修；4)确定变压器单项状态量评分函数:对于值越大越好的参数，采用升半梯形模型，对于值越小越好的参数，采用降半梯形模型；5)确定评分等级隶属度函数:将每个状态量代入相应的单项状态量评分函数进行评分，然后将所得评分代入各个评分等级隶属度函数，得到每个状态量对应于每个状态的1*5行向量隶属度；6)计算每个状态量的指标权重系数，根据底层的状态量的指标权重系数形成的行向量以及步骤5)计算出来的每个状态量隶属度行向量组成的相应层属度矩阵相乘，得到高一层的隶属度行向量，如此逐层计算得到变压器基本状态隶属度行向量，最后将变压器基本状态隶属度行向量与由评分方案区间中位数组成的评分向量相乘，得到变压器基本状态评分；7)通过训练数据库得基本状态评分:令条件概率【权利要求】1.，其特征在于包括如下步骤: 1)进行数据采集，获取跟变压器状态相关的单项状态量的数据； 2)对采集的数据进进行数据分类整理，分成基本信息量、电气试验信息量和在线监测量，所述基本信息量包括家族缺陷记录、不良工况记录，所述电气试验信息量包括绝缘吸收t匕、绕组介质损耗、泄露电流变化率、线圈直流电阻相间差、绕组电容变化率、短路阻抗变化率、套管主屏绝缘电阻、铁芯接地电流，所述在线监测量包括氢气、乙炔、一氧化碳、二氧化碳、总烃； 3)确定变压器评分方案:将变压器的运行状态划分为A、B、C、D、E五个评分等级，即V={A、B、C、D、E}，差{A}表示变压器评分O~20分，需要立即检修，注意{B}表示变压器评分21~40分，需要尽快检修，中{C}表示变压器评分41~60分，需要优先检修，良{D}表示变压器评分61~85分，需要计划检修，优{E}表示变压器评分86~100分，需要延期检修； 4)确定变压器单项状态量评分函数: 对于值越大越好的参数，采用升半梯形模型，对于值越小越好的参数，采用降半梯形模型； 5)确定评分等级隶属度函数: 将每个状态量代入相应的单项状态量评分函数进行评分，然后将所得评分代入各个评分等级隶属度函数，得到每个状态量对应于每个状态的1*5行向量隶属度； 6)计算每个状态量的指标权重系数，根据底层的状态量的指标权重系数形成的行向量以及步骤5)计算出来的每个状态量隶属度行向量组成的相应层属度矩阵相乘，得到高一层的隶属度行向量，如此逐层计算得到变压器基本状态隶属度行向量，最后将变压器基本状态隶属度行向量与由评分方案区间中位数组成的评分向量相乘，得到变压器基本状态评分； 7)通过训练数据库得基本状态评分: 令条件概率=Pi X.= X''; Pa ji)其中Xi为第k种状态时的样本数目，Pa:为随机变量Xi的父节点的取值组合中第j个取值组合，令Qi为Xi的可取值数目，根据概率的归一性，可知: 2.如权利要求1所述的计及直流偏磁影响的变压器状态评估方法，其特征在于变压器单项状态量评分函数如下: 3.如权利要求1所述的计及直流偏磁影响的变压器状态评估方法，其特征在于评分等级隶属度函数如下: 4.如权利要求1所述的计及直流偏磁影响的变压器状态评估方法，其特征在于所述步骤6)具体为: 构造模糊一致判断矩阵，设模糊一致判断矩阵R=(ru)nXn，元素表示元素ai和元素Bj进行比较时，元素％和元素aj具有模糊关系“…比…重要”的隶属度，若满足任意i，j，让，有ru = rik = rjk-0.5，则称模糊矩阵R具有一致性，对模糊一致判断矩阵进行行和列归一化得到权重系数，其中权重系数满足: 【文档编号】G01R31/00GK103926491SQ201410160520【公开日】2014年7月16日 申请日期:2014年4月21日 优先权日:2014年4月21日 【专利技术者】阮羚, 涂明, 全江本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种计及直流偏磁影响的变压器状态评估方法，其特征在于包括如下步骤：1）进行数据采集，获取跟变压器状态相关的单项状态量的数据；2）对采集的数据进进行数据分类整理，分成基本信息量、电气试验信息量和在线监测量，所述基本信息量包括家族缺陷记录、不良工况记录，所述电气试验信息量包括绝缘吸收比、绕组介质损耗、泄露电流变化率、线圈直流电阻相间差、绕组电容变化率、短路阻抗变化率、套管主屏绝缘电阻、铁芯接地电流，所述在线监测量包括氢气、乙炔、一氧化碳、二氧化碳、总烃；3)确定变压器评分方案：将变压器的运行状态划分为A、B、C、D、E五个评分等级，即V={A、B、C、D、E}，差{A}表示变压器评分0～20分，需要立即检修，注意{B}表示变压器评分21～40分，需要尽快检修，中{C}表示变压器评分41～60分，需要优先检修，良{D}表示变压器评分61～85分，需要计划检修，优{E}表示变压器评分86～100分，需要延期检修；4）确定变压器单项状态量评分函数：对于值越大越好的参数，采用升半梯形模型，对于值越小越好的参数，采用降半梯形模型；5）确定评分等级隶属度函数：将每个状态量代入相应的单项状态量评分函数进行评分，然后将所得评分代入各个评分等级隶属度函数，得到每个状态量对应于每个状态的1*5行向量隶属度；6）计算每个状态量的指标权重系数，根据底层的状态量的指标权重系数形成的行向量以及步骤5）计算出来的每个状态量隶属度行向量组成的相应层属度矩阵相乘，得到高一层的隶属度行向量，如此逐层计算得到变压器基本状态隶属度行向量，最后将变压器基本状态隶属度行向量与由评分方案区间中位数组成的评分向量相乘，得到变压器基本状态评分；7）通过训练数据库得基本状态评分：令条件概率其中Xi为第k种状态时的样本数目，为随机变量xi的父节点的取值组合中第j个取值组合，令qi为Xi的可取值数目，根据概率的归一性，可知：Σk=1qiθijk=1;]]>由条件期望估计法可以推知该变压器状态网络条件概率的学习公式：θ^ijk=EP(θ‾ij|C)(θijk)=αk+NijkΣk=1r(αk+Nijk)]]>式中，Nijk指随机变量节点Xi父节点取第j个取值组合，Xi为第k种状态时的样本数目；r为节点Xi的状态数目，r=5；ak代表专家知识，由领域内的专家给定，其中Xi父节点为历史状态、当前状态、预测状态这3个节点；状态被划分为5个区间，共有53=125种组合；k=1时对应综合状态为E，k=2时对应综合状态为D，依此类推，共5种；将所收集到的变电站实际运行试验数据，通过步骤（1）～（6）进行评分，得到历史状态评分、当前状态评分、预测状态评分、基本状态评分，四者组成训练数据样本库，并通过变压器状态网络条件概率的学习公式对变压器状态评估系统进行训练，得到变压器状态评估网络，当输入一组测试样本数据时，首先对数据进行历史状态评分、当前状态评分、预测状态评分，再代入已经训练好的变压器状态评估网络中，得到测试样本的基本状态评分；8）直流偏磁对变压器状态影响的量化：变压器在直流偏磁情况下的总损耗为P=PF+PL+△PL，其中PF=P++P_2,]]>PL为变压器额定负载损耗，ΔPL=PL2×((IN+IdcIN)2-1),]]>IN为变压器额定电流值，Idc为变压器中性点直流电流值；设ΔT为变压器油温升值，Q为直流偏磁下变压器损耗对时间积分得到的热量值，由得到ΔT=∫0TPdtcm;]]>9）建立直流偏磁对变压器状态影响的评估模型：直流偏磁下变压器油温升的评分函数为：f(T)=e-T2/1800T<600T≥60]]>其中T为变压器油温升值。将步骤8）得到的变压器油温升值ΔT代入该公式，得到变压器油温升值的评分值，再代入步骤5）中各个等级的隶属度函数，得到直流偏磁对变压器油温升影响的评分向量，与步骤3）的五级评分方案的中五个区间的中点值组成的列向量相乘，得到直流偏磁对变压器状态影响的评分；10）确定计及直流偏磁的变压器健康状态评估结果：将步骤7）得到的变压器基本状态评分和步骤9）得到的直流偏磁对变压器状态影响的评分取算术平均值，得到计及直流偏磁的变压器健康状态最终评分结果。...

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：阮羚，涂明，全江涛，谢志成，童重立，林湘宁，
申请(专利权)人：国家电网公司，国网湖北省电力公司电力科学研究院，国网湖北省电力公司检修公司，华中科技大学，
类型：发明
国别省市：北京;11