变压器油纸绝缘的主绝缘状况的智能评定方法技术

本发明专利技术提供一种变压器油纸绝缘的主绝缘状况的智能评定方法，包括：建立至少一个标准状态；对于每个标准状态，对多个样本执行经加速热老化测试以使所述样本处于所述标准状态，其中所述多个样本中的每一个均经历所述经加速热老化测试达不同时间段；提取所述多个样本中的每一个的时域和频域特性参数；使用每个样本的所述时域和频域特性参数形成特征向量，且由所有样本的特征向量形成知识库；通过使用所述知识库的所述特征向量训练分类器；以及通过使用经过训练的所述分类器评定所述主绝缘状况。本发明专利技术的所述智能评定方法考虑了变压器的绝缘几何形状、温度和油，因此适合于不同电压等级的油浸式变压器绝缘状况的现场评定。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】变压器油纸绝缘的主绝缘状况的智能评定方法
本专利技术涉及电气装置的绝缘老化和使用寿命预测，并且尤其涉及变压器油纸绝缘的主绝缘状况的智能评定方法。
技术介绍
物理-化学参数和电力参数广泛地用于评定变压器绝缘的老化状况。借助于实例，例如聚合度和机械性质(抗拉强度)的物理-化学特性是监测纤维素绝缘的老化状态的最可靠的特性，但这些方法需要开启变压器且采用来自绕组的若干最典型部分的样本，所述方法难以实施且将有可能损坏变压器中的绝缘；油中溶解的气体(CO、CO2)和糠醛含量(2-FAL)也可用作评定纸绝缘状况的老化标记，但评定准确度将被油过滤、纤维素绝缘的退化程度影响。另外，CO和CO2气体还可仅归因于油的老化而产生；此外，包括绝缘电阻、极化指数(polarizationindex)和介电损耗因子(dielectricdissipationfactor)的电力参数已经被电力部门选择为变压器的水分特性化达很长时间。令人遗憾地，直到上世纪90年代为止，仍然没有对变压器绝缘老化状况评定有系统性研究的电诊断方法。
技术实现思路
针对所属领域中的实际应用要求，本专利技术提供一种变压器油纸绝缘的主绝缘状况的智能评定方法，包括：建立至少一个标准状态；对于每个标准状态，对多个样本执行经加速热老化测试(acceleratedthermalagingtest)以使所述样本处于所述标准状态，其中所述多个样本中的每一个均经受所述经加速热老化测试达不同时间段；提取所述多个样本中的每一个的时域和频域特性参数；使用每个样本的所述时域和频域特性参数形成特征向量(featurevector)，且由所有样本的特征向量形成知识库(knowledgebase)；通过使用所述知识库的所述特征向量训练分类器；以及通过使用经过训练的所述分类器评定所述主绝缘状况。在所述方法的优选实施例中，经加速热老化测试包括以下步骤：对所述样本执行经加速热老化测试达特定时段，且接着将所述样本暴露在空气中以吸收水分，以便制备所述标准状态下的样本。在所述方法的优选实施例中，提取所述多个样本中的每一个的时域和频域特性参数进一步包括：获得每个样本的频域光谱，且接着提取所述每个样本的多个频域特性参数；测量所述样本的时域光谱，计算所述样本的回复电压曲线(returnvoltagecurve)，且根据所述时域光谱和所述回复电压曲线而提取多个时域特性参数。在所述方法的优选实施例中，通过分析器的测量或通过频域光谱的傅里叶逆变换而计算所述时域光谱。在所述方法的优选实施例中，通过扩展德拜(Debye)模型的电路参数计算回复电压曲线。在所述方法的优选实施例中，所述分类器的输入包括由所述多个频域和时域特性参数形成的特征向量，且所述分类器的输出包括所述标准状态。在所述方法的优选实施例中，评定主绝缘状况包括以下步骤：测量整个主绝缘的频域光谱和油的电导率；使用主绝缘的几何参数计算油浸式压板的等效频域光谱；基于所述知识库，将测试温度下的所述等效频域光谱变换为参考温度下的所述等效频域光谱，且接着提取介电特性；使用所述介电特性构建状态特征向量；将所述状态特征向量置于所述分类器中以估计所述变压器的所述主绝缘的水分和老化状态。在所述方法的优选实施例中，所述主绝缘为变压器中邻近绕组之间的复杂油纸绝缘。在所述方法的优选实施例中，油的油电导率为在变压器顶部的油的DC电导率。在所述方法的优选实施例中，主绝缘的所述几何参数包括：所述主绝缘的扇区部件的数目、所述主绝缘屏障的总厚度、所述屏障之间的间隔件的宽度、中等/低电压绕组与芯中心之间的距离、中等/高电压绕组与芯中心之间的距离，以及高、中等和低电压绕组的高度。应了解，以上一般描述和强调的特定描述为示例性和说明性的，且意图提供对由权利要求书界定的本专利技术的进一步解释。附图说明提供各图以用于进一步理解本专利技术，所述图式经包括和形成为本申请的一部分。图式说明本专利技术的实施例，其用于解释本专利技术的原理以及应用规范。在各图中：图1为说明根据本专利技术的智能评定方法的基本步骤的流程图。图2说明用于提取每个样本的介电特性的过程的实施例。图3说明用于建立知识库和训练分类器的过程的实施例。图4说明用于变压器主绝缘的状况评定的过程的实施例。图5说明油纸绝缘的扩展德拜电路模型的实施例。图6说明变压器的主绝缘的结构。具体实施方式本专利技术意图基于时域和频域介电特性提供油浸式电力变压器的水分和老化状态的智能评定方法。所述方法考虑测试温度、主绝缘结构、油电导率等的组合影响，以使其广泛适用于具有不同主绝缘结构的各种油浸式电力变压器。本专利技术弥补传统的化学方法和电法的不足。其不仅可诊断水分渗透(moisturepenetration)，并且评定变压器主绝缘的老化状态，其可适合于就地测试且具有非破坏性、易于操作、移植性等等优点。本专利技术的智能评定方法主要包括三个方面，即特性的提取、知识库的建立与分类器的训练过程以及对电力变压器主绝缘的状况评定。图1到4说明本专利技术的智能评定方法的实施例，结合这些图式详细地论述所述实施例。具体来说，图1为说明根据本专利技术的智能评定方法的基本步骤的流程图。如此图所示，变压器油纸绝缘的主绝缘状况的智能评定方法100包括：步骤101：建立至少一个标准状态；步骤102：对于每个标准状态，对多个样本执行经加速热老化测试以使所述样本处于所述标准状态，其中所述多个样本中的每一个均经受所述经加速热老化测试达不同时间段；步骤103：提取所述多个样本中的每一个的时域和频域特性参数；步骤104：使用每个样本的所述时域和频域特性参数形成特征向量，且由所有样本的特征向量形成知识库；步骤105：通过使用所述知识库的所述特征向量训练分类器；以及步骤106：通过使用经训练的所述分类器评定所述主绝缘状况。在下文中，通过特定实施例论述本专利技术。当然，本专利技术并不限于以下论述实施例中。可在由权利要求书界定的范围内适当地改变和调节本专利技术。根据一个优选实施例，通过例如在操作期间分析变压器油纸绝缘的典型老化状态和水分含量而建立至少一个标准状态(在图3中表示为3)，例如变压器的油纸绝缘样本的N种标准状态，步骤101。对于每个标准状态，对多个样本(例如，M个样本，和因此总共N×M个油纸绝缘样本)执行经加速热老化测试达特定时段，且接着将所述样本暴露在环境空气中以吸收水分含量以便使所述样本处于其标准状态，步骤102。举例来说，可将所述样本置于电子秤(electronicscale)上以从环境空气吸收水分含量，从而使所述样本处于其标准状态。另外，优选的是确保具有每个标准状态的样本的数目为M。在步骤103中，提取所述多个样本中的每一个的时域和频域特性参数(在图3中表示为4)。在优选实施例中，在每个样本的频域光谱之后，提取每个样本的多个频域特性参数。测量所述样本的时域光谱，且接着计算所述样本的回复电压曲线。根据所述时域光谱和回复电压曲线提取多个时域特性参数。借助于实例，转向图2，步骤103可尤其包括以下步骤：测量每个样本的频域光谱(frequencydomainspectroscopy，FDS)(在图2中表示为41)，且接着利用经修改柯尔-柯尔模型以提取每个样本的三个频域特性参数；和为了获得每个样本的时域介电谱PDC(在图2中表示为42)，建立油纸绝缘样本的扩展本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种变压器油纸绝缘的主绝缘状况的智能评定方法，包括：建立至少一个标准状态；对于每个标准状态，对多个样本执行经加速热老化测试以使所述样本处于所述标准状态，其中所述多个样本中的每一个均经受所述经加速热老化测试达不同时间段；提取所述多个样本中的每一个的时域和频域特性参数；使用每个样本的所述时域和频域特性参数形成特征向量，且由所有样本的特征向量形成知识库；通过使用所述知识库的所述特征向量训练分类器；以及通过使用经过训练的所述分类器评定所述主绝缘状况。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种变压器油纸绝缘的主绝缘状况的智能评定方法，包括：建立至少一个标准状态；对于每个标准状态，对多个样本执行经加速热老化测试以使所述样本处于所述标准状态，其中所述多个样本中的每一个均经受所述经加速热老化测试达不同时间段；提取所述多个样本中的每一个的时域和频域特性参数；使用每个样本的所述时域和频域特性参数形成特征向量，且由所有样本的特征向量形成知识库；通过使用所述知识库的所述特征向量训练分类器；以及通过使用经过训练的所述分类器评定所述主绝缘状况。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：所述经加速热老化测试包括以下步骤：对所述样本执行所述经加速热老化测试达特定时段，且接着将所述样本暴露在空气中以吸收水分，以便制备所述标准状态下的样本。3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：所述提取所述多个样本中的每一个的时域和频域特性参数进一步包括：获得每个样本的频域光谱，且接着提取所述每个样本的多个频域特性参数；测量所述样本的时域光谱，计算所述样本的回复电压曲线，且根据所述时域光谱和所述回复电压曲线而提取多个时域特性参数。4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于：通过分析器的测量或通过所述频域光谱的傅里叶逆变换计算所述时域光谱。5.根据权...

【专利技术属性】
技术研发人员：吕彦冬，杨丽君，廖瑞金，高峻，刘骁，ML库利巴利，G卢纳，
申请(专利权)人：通用电器技术有限公司，
类型：发明
国别省市：瑞士,CH