一种GIS绝缘可靠性评价方法及系统技术方案

本发明专利技术涉及一种用于确定气体绝缘金属封闭开关设备GIS绝缘可靠性的方法，其特征在于，所述方法包括：对至少两个GIS绝缘故障进行选择；根据选择后的GIS绝缘故障以及GIS的实际运行状态和故障情况建立GIS绝缘故障树；对所述GIS绝缘故障树进行分析以获得多个故障因素中每个故障因素的权重；以及根据上述每个故障因素的权重和每个故障因素发生的概率建立GIS绝缘可靠性评估模型，并且根据所述GIS绝缘可靠性评估模型确定GIS绝缘可靠性。本发明专利技术还涉及一种GIS绝缘可靠性评价系统，其特征在于，所述系统包括：绝缘故障选择单元；GIS绝缘故障树建立单元；故障因素权重确定单元；以及GIS绝缘可靠性确定单元。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及电力故障诊断
，并且更具体地，涉及一种GIS绝缘可靠性评价方法及系统。
技术介绍
目前，国内外对GIS(GasInsulatedSwitchgear，气体绝缘金属封闭开关设备)的故障研究大多停留在故障现象层面，并未对GIS故障做全面细致的分析与研究，缺乏对GIS故障系统的认识。由于GIS内部各个设备联系紧密，结构紧凑，相互关联，其绝缘系统尤为重要，一旦绝缘破坏，将引起其他非故障设备的损坏，进而影响整个GIS的正常运行。由于GIS在制造、装配过程中会留下一些潜伏性缺陷，这些缺陷在GIS运行过程中可能产生放电，引起绝缘击穿，导致电力系统事故。局部放电是表征GIS内部绝缘缺陷严重程度的重要依据，近年来国内外对GIS绝缘状态的评估均致力于在线诊断技术的研究。要准确地了解和掌握GIS的绝缘状况及指导GIS的检修工作，较有效的方法是对获得的局部放电信号进行模式识别。目前引起局部放电的五种比较常见的绝缘故障有：1.自由移动金属微粒：自由金属微粒有积累电荷的能力，能够在交流电压下获得电荷并在电场的作用下移动。在很大程度上其运动与放电的可能性是随机的，当电场足够高，微粒就会产生局部放电，有可能完全地穿过接地外壳和高压导体之间的间隙，击穿绝缘。2.高压导体表面突起针尖：高压导体表面在制造不良、安装损坏或摩擦时会造成毛刺，这些尖端突起物会在绝缘气体中形成高场强区，在稳定的工频状态下不会引起击穿。然而在快速暂态现象下，尤其是快速暂态过电压下，这些缺陷会放电击穿绝缘。国内外对GIS局部放电在线监测进行了大量的研究，并成为各国绝缘监测领域研究关注的热点，但目前对于GIS的绝缘状态评估还没有系统的理论方法。3.浮动电极：机械设备上的传导部分接触不良会造成因静电引力而引起的机械振动，导致接触点进一步恶化，最终出现电极电位浮动。多数电位浮动的电极，所形成的充电电容会导致局部放电。这种放电会造成SF6气体分解成腐蚀性的分解物和微粒，从而加速恶化过程，污染附近的绝缘表面，直接导致绝缘击穿。4.绝缘子表面的金属颗粒：绝缘子表面的金属微粒，在某些情况下容易长期固定在绝缘子表面。作为固定微粒，它粘贴在绝缘子表面的作用类似于金属突出物。5.绝缘子中的气隙(空腔和裂缝)：绝缘子制造时会造成内部空隙，或者环氧树脂与金属电极的收缩系数不同，也会形成绝缘子内部气泡和空隙。因此，为全面详细地认识GIS的故障情况，有必要对其故障属性及深层原因进行分析研究。目前对GIS绝缘故障的分析大多数只分析了故障类型以及成因，并没有形成一套有效地评估体系。
技术实现思路
为了解决上述问题，根据本专利技术的一个方面，提供了一种GIS绝缘可靠性评价方法，所述方法包括：对至少两个GIS绝缘故障进行选择；根据选择后的GIS绝缘故障以及GIS的实际运行状态和故障情况建立GIS绝缘故障树；对所述GIS绝缘故障树进行分析以获得多个故障因素中每个故障因素的权重；以及根据上述每个故障因素的权重和每个故障因素发生的概率建立GIS绝缘可靠性评估模型，并且根据所述GIS绝缘可靠性评估模型确定GIS绝缘可靠性。选择地，所述对所述GIS绝缘故障树进行分析以获得多个故障因素中每个故障因素的权重，包括：为要建立故障树的每个树枝设置权重参数，并分别对所述故障树的每层进行阈值处理，根据满足阈值处理的树枝建立故障树。选择地，按如下阈值处理公式进行阈值处理：其中，为第i个树枝的权重值，n为树枝个数。选择地，其中所述绝缘故障包括：自由移动金属微粒、高压导体表面突起针尖、浮动电极、绝缘子表面的金属颗粒和绝缘子中的气隙。选择地，其中所述GIS绝缘故障树包括：顶事件、中间事件和底事件。选择地，其中所述顶事件为系统最不期望产生的故障状态；所述中间事件为导致顶事件发生的故障因素；以及所述底事件为导致每个中间事件发生的故障因素。选择地，其中所述改进模糊层次分析法将模糊层次分析法与萤火虫算法相结合，在利用模糊层次分析法建立模糊判断矩阵的基础上，将模糊一致性限定条件转化为数学规划问题，采用萤火虫算法，快速准确地寻找最优解，即每个故障因素的权重。根据本专利技术的另一个方面，提供了一种GIS绝缘可靠性评价系统，用于对GIS绝缘可靠性进行评价，所述系统包括：绝缘故障选择单元，对至少两个GIS绝缘故障进行选择；GIS绝缘故障树建立单元，根据选择后的GIS绝缘故障以及GIS的实际运行状态和故障情况建立GIS绝缘故障树；故障因素权重确定单元，对所述GIS绝缘故障树进行分析以获得多个故障因素中每个故障因素的权重；以及GIS绝缘可靠性确定单元，根据上述每个故障因素的权重和每个故障因素发生的概率建立GIS绝缘可靠性评估模型，并且根据所述GIS绝缘可靠性评估模型确定GIS绝缘可靠性。本专利技术的有益效果在于：1.本专利技术提出的改进故障树分析法有效的避免了无关的故障因素增大故障树的树枝问题，有效的减小了冗余问题。2.本专利技术提出的改进模糊层次分析法避免了求解权重过程中模糊一致矩阵的一致性限定条件检验和修正的困难，将模糊一致性限定条件转化为数学规划问题，采用萤火虫算法，能够快速准确的寻找出个故障因素的权重。3.本专利技术将改进故障树分析法应用于GIS绝缘故障评价系统，对绝缘故障的研究不仅仅停留在故障表面，对故障属性及深层原因进行了分析研究，使得GIS绝缘故障的分析更加系统化，结构更加清晰。附图说明通过参考下面的附图，可以更为完整地理解本专利技术的示例性实施方式：图1为根据本专利技术实施方式的评价方法100的流程图；图2为根据本专利技术实施方式的GIS绝缘故障树的结构示意图；以及图3为根据本专利技术实施方式的评价系统300的结构示意图。具体实施方式现在参考附图介绍本专利技术的示例性实施方式，然而，本专利技术可以用许多不同的形式来实施，并且不局限于此处描述的实施例，提供这些实施例是为了详尽地且完全地公开本专利技术，并且向所属
的技术人员充分传达本专利技术的范围。对于表示在附图中的示例性实施方式中的术语并不是对本专利技术的限定。在附图中，相同的单元/元件使用相同的附图标记。除非另有说明，此处使用的术语(包括科技术语)对所属
的技术人员具有通常的理解含义。另外，可以理解的是，以通常使用的词典限定的术语，应当被理解为与其相关领域的语境具有一致的含义，而不应该被理解为理想化的或过于正式的意义。针对目前对GIS绝缘故障的分析大多数只分析了故障类型以及成因，并没有形成一套有效地评估体系，本专利技术摆脱传统的理论分析，建立一种具有体系化的故障分析结构，并设计了新颖，有效的GIS绝缘可靠性评价方法。能有效地对GIS绝缘故障进行系统分析与评价。图1为根据本专利技术实施方式的评价方法100的流程图。如图1所示，所述评价方法100从步骤101处开始，在步骤101对至少两个GIS绝缘故障进行选择。本专利技术设计了一种改进故障树分析法，利用所设计的改进故障树分析法对GIS绝缘故障进行详细的分析，改进故障树分析法相对于传统的故障树分析法具有较快的计算速度及较强的逻辑性。选择地，所述对所述GIS绝缘故障树进行分析以获得多个故障因素中每个故障因素的权重，包括：为要建立故障树的每个树枝设置权重参数，并分别对所述故障树的每层进行阈值处理，根据满足阈值处理的树枝建立故障树。选择地，按如下阈值处理公式进行阈值处理：其中，本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于确定气体绝缘金属封闭开关设备GIS绝缘可靠性的方法，其特征在于，所述方法包括：对至少两个GIS绝缘故障进行选择；根据选择后的GIS绝缘故障以及GIS的实际运行状态和故障情况建立GIS绝缘故障树；对所述GIS绝缘故障树进行分析以获得多个故障因素中每个故障因素的权重；以及根据上述每个故障因素的权重和每个故障因素发生的概率建立GIS绝缘可靠性评估模型，并且根据所述GIS绝缘可靠性评估模型确定GIS绝缘可靠性。

【技术特征摘要】
1.一种用于确定气体绝缘金属封闭开关设备GIS绝缘可靠性的方法，其特征在于，所述方法包括：对至少两个GIS绝缘故障进行选择；根据选择后的GIS绝缘故障以及GIS的实际运行状态和故障情况建立GIS绝缘故障树；对所述GIS绝缘故障树进行分析以获得多个故障因素中每个故障因素的权重；以及根据上述每个故障因素的权重和每个故障因素发生的概率建立GIS绝缘可靠性评估模型，并且根据所述GIS绝缘可靠性评估模型确定GIS绝缘可靠性。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述对所述GIS绝缘故障树进行分析以获得多个故障因素中每个故障因素的权重，包括：为要建立故障树的每个树枝设置权重参数，并分别对所述故障树的每层进行阈值处理，根据满足阈值处理的树枝建立故障树。3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，按如下阈值处理公式进行阈值处理：其中，为第i个树枝的权重值，n为树枝个数。4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述绝缘故障包括：自由移动金属微粒、高压导体表面突起针尖、浮动电极、绝缘子表面的金属颗粒和绝缘子中的气隙。5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所...

【专利技术属性】
技术研发人员：王永强，律方成，崔博源，胡芳芳，陈允，
申请(专利权)人：中国电力科学研究院，国家电网公司，华北电力大学保定，国网河北省电力公司，
类型：发明
国别省市：北京;11