一種變壓器健康狀態(tài)分析的方法和系統(tǒng)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及變壓器技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種變壓器健康狀態(tài)分析的方法和系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002] 電力變壓器是電網(wǎng)能量傳輸?shù)暮诵牟考陔娏ο到y(tǒng)中處于極其重要的地位，其 安全運(yùn)行是電網(wǎng)安全、可靠、穩(wěn)定運(yùn)行的首要保證。根據(jù)國(guó)際大電網(wǎng)會(huì)議對(duì)部分國(guó)家輸變電 設(shè)備使用壽命的統(tǒng)計(jì)，目前變壓器設(shè)備平均設(shè)計(jì)壽命在40-45年，由于實(shí)際運(yùn)行情況及負(fù) 荷變化的差異，因此運(yùn)行中的變壓器實(shí)際剩余壽命差別較大。
[0003] 為了避免盲目更換變壓器帶來(lái)巨大的經(jīng)濟(jì)損失，以及無(wú)依據(jù)繼續(xù)運(yùn)行造成的安全 隱患，有必要利用現(xiàn)代技術(shù)和分析手段對(duì)在役變壓器的健康狀態(tài)進(jìn)行評(píng)估，通過(guò)必要的監(jiān) 測(cè)和試驗(yàn)手段有效地確定其所處的絕緣壽命階段，實(shí)現(xiàn)變壓器在確保安全運(yùn)行可靠性前提 下最大限度地利用其使用壽命。同時(shí)，對(duì)變壓器進(jìn)行有效、準(zhǔn)確的監(jiān)測(cè)與診斷，是提高供電 可靠性及電網(wǎng)運(yùn)行智能化水平的重要途徑，而設(shè)備的狀態(tài)評(píng)價(jià)與檢修，將顯著提高設(shè)備的 可靠性水平和檢修效率。
[0004] 已應(yīng)用的變壓器設(shè)備的在線(xiàn)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)與生產(chǎn)管理系統(tǒng)大都相互獨(dú)立，而且不同的 在線(xiàn)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)往往功能單一且通訊標(biāo)準(zhǔn)不一，因此難以進(jìn)行系統(tǒng)集成和信息融合共享，使 得多參量的信息融合共享和綜合評(píng)估診斷等技術(shù)發(fā)展較慢，不適應(yīng)智能電網(wǎng)的要求。隨著 智能電網(wǎng)的發(fā)展、智能變電站的建設(shè)以及智能電力設(shè)備的逐步應(yīng)用，設(shè)備在線(xiàn)監(jiān)測(cè)裝置應(yīng) 用越來(lái)越廣泛，電力設(shè)備巡檢和試驗(yàn)、帶電檢測(cè)、在線(xiàn)監(jiān)測(cè)、運(yùn)行工況、環(huán)境氣象以及設(shè)備臺(tái) 賬等信息的網(wǎng)絡(luò)化集成和共享是設(shè)備狀態(tài)監(jiān)測(cè)和評(píng)估發(fā)展的必然趨勢(shì)，使得基于電力設(shè)備 多源信息、多維參量的綜合評(píng)估與缺陷診斷為可能。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005] 本發(fā)明實(shí)施例所要解決的技術(shù)問(wèn)題在于，提供一種變壓器健康狀態(tài)分析的方法和 系統(tǒng)，能夠提高變壓器健康狀態(tài)評(píng)估、缺陷診斷的準(zhǔn)確性和可靠性，為智能電網(wǎng)智能決策及 分析提供信息支撐和技術(shù)基礎(chǔ)保障。
[0006] 為了解決上述技術(shù)問(wèn)題，本發(fā)明實(shí)施例提供了一種變壓器健康狀態(tài)分析的方法， 所述方法包括：
[0007] 以變壓器正常老化健康狀態(tài)及絕緣運(yùn)行健康狀態(tài)作為健康指數(shù)分析目標(biāo)，并分別 確定所述變壓器正常老化健康狀態(tài)及絕緣運(yùn)行健康狀態(tài)的權(quán)重賦值；其中，所述正常老化 健康狀態(tài)的權(quán)重賦值與絕緣運(yùn)行健康狀態(tài)的權(quán)重賦值相加之和為1 ;
[0008] 在所述變壓器正常老化健康狀態(tài)中，獲取所述變壓器本體的相關(guān)信息，得到所述 變壓器本體健康指數(shù)；
[0009] 在所述變壓器絕緣運(yùn)行健康狀態(tài)中，選擇多個(gè)指標(biāo)體系，根據(jù)預(yù)設(shè)的處理規(guī)則，得 到所選各指標(biāo)體系對(duì)應(yīng)的健康指數(shù)及其對(duì)應(yīng)的權(quán)重值，并根據(jù)所述絕緣運(yùn)行健康狀態(tài)的權(quán) 重賦值，對(duì)所選各指標(biāo)體系的權(quán)重值進(jìn)行重新計(jì)算，得到所選各指標(biāo)體系的新權(quán)重值；
[0010] 計(jì)算所述正常老化健康狀態(tài)的權(quán)重賦值與所述變壓器本體健康指數(shù)乘積，以及計(jì) 算所述絕緣運(yùn)行健康狀態(tài)下所選各指標(biāo)體系對(duì)應(yīng)的健康指數(shù)及其對(duì)應(yīng)的新權(quán)重值的乘積， 并進(jìn)一步將所述計(jì)算出的多個(gè)乘積累加的和值作為所述變壓器的綜合健康指數(shù)。
[0011] 其中，所述方法進(jìn)一步包括：
[0012] 將所述計(jì)算出的多個(gè)乘積累加的和值通過(guò)預(yù)設(shè)的修正系數(shù)進(jìn)行修正，并進(jìn)一步所 述得到的修正值作為所述變壓器的綜合健康指數(shù)。
[0013] 其中，所述在所述變壓器正常老化健康狀態(tài)中，獲取所述變壓器本體的相關(guān)信息， 得到所述變壓器本體健康指數(shù)的具體步驟包括：
[0014] 確定所述變壓器的相關(guān)信息，并將所述確定的相關(guān)信息導(dǎo)入至公式 = 中，得到所述變壓器本體健康指數(shù)HI;其中，所述相關(guān)信息包括初始健 康指數(shù)HI。、老化系數(shù)B、投運(yùn)年份以及健康預(yù)測(cè)年份T2。
[0015] 其中，所述老化系數(shù)B通過(guò)所述變壓器的負(fù)荷系數(shù)及其對(duì)應(yīng)的環(huán)境系數(shù)計(jì)算獲 得；其中，所述負(fù)荷系數(shù)由所述變壓器運(yùn)行中所承載的負(fù)荷率確定，取值范圍為（1，1.6); 所述環(huán)境系數(shù)由所述變壓器的所處環(huán)境惡劣等級(jí)確定，取值范圍為（1，1. 3)。
[0016] 其中，所述在所述變壓器絕緣運(yùn)行健康狀態(tài)中，選擇多個(gè)指標(biāo)體系，根據(jù)預(yù)設(shè)的處 理規(guī)則，得到所選各指標(biāo)體系對(duì)應(yīng)的健康指數(shù)及其對(duì)應(yīng)的權(quán)重值，并根據(jù)所述絕緣運(yùn)行健 康狀態(tài)的權(quán)重賦值，對(duì)所選各指標(biāo)體系的權(quán)重值進(jìn)行重新計(jì)算，得到所選各指標(biāo)體系的新 權(quán)重值的具體步驟包括：
[0017] 選擇多個(gè)指標(biāo)體系，確定所選各指標(biāo)體系所含的指標(biāo)，并從變壓器的歷史數(shù)據(jù)中 獲取各指標(biāo)對(duì)應(yīng)的數(shù)據(jù)；
[0018] 基于層次分析法，構(gòu)建出由各指標(biāo)體系形成的第一層同型矩陣以及各指標(biāo)體系分 別對(duì)應(yīng)的由其內(nèi)所含指標(biāo)形成的第二層同型矩陣，并根據(jù)預(yù)設(shè)的賦值表給所述第一層同型 矩陣及多個(gè)所述第二層同型矩陣進(jìn)行賦值，待所述已賦值同型矩陣均滿(mǎn)足預(yù)定條件后，得 到所選各指標(biāo)體系對(duì)應(yīng)的權(quán)重值及其所含各指標(biāo)對(duì)應(yīng)的權(quán)重值；
[0019] 對(duì)所選各指標(biāo)體系分別基于同一指標(biāo)體系下所述得到的各指標(biāo)對(duì)應(yīng)的數(shù)據(jù)進(jìn)行 處理，得到所選各指標(biāo)體系下各指標(biāo)的得分，并根據(jù)所選各指標(biāo)體系下得到的各指標(biāo)得分 及各指標(biāo)對(duì)應(yīng)的權(quán)重值，得到所選各指標(biāo)體系對(duì)應(yīng)的健康指數(shù)；
[0020] 將所述絕緣運(yùn)行健康狀態(tài)的權(quán)重賦值分別與所述得到的所選各指標(biāo)體系對(duì)應(yīng)的 權(quán)重值相乘，得到所選各指標(biāo)體系的新權(quán)重值。
[0021] 其中，所述對(duì)所選各指標(biāo)體系分別基于同一指標(biāo)體系下所述得到的各指標(biāo)對(duì)應(yīng)的 數(shù)據(jù)進(jìn)行處理，得到所選各指標(biāo)體系下各指標(biāo)的得分，并根據(jù)所選各指標(biāo)體系下得到的各 指標(biāo)得分及各指標(biāo)對(duì)應(yīng)的權(quán)重值，得到所選各指標(biāo)體系對(duì)應(yīng)的健康指數(shù)的具體步驟包括：
[0022] 采用最小二乘法對(duì)所選各指標(biāo)體系分別基于同一指標(biāo)體系下所述得到的各指標(biāo) 對(duì)應(yīng)的數(shù)據(jù)進(jìn)行擬合，并根據(jù)預(yù)設(shè)的擬合模型，得到所選各指標(biāo)體系下各指標(biāo)的得分；
[0023] 將所述得到的所選各指標(biāo)體系下各指標(biāo)的得分及其對(duì)應(yīng)的權(quán)重值相乘，得到各指 標(biāo)體系下各指標(biāo)的乘積，并將所選各指標(biāo)體系分別基于同一指標(biāo)體系下各指標(biāo)的乘積相 加，得到所選各指標(biāo)體系對(duì)應(yīng)的健康指數(shù)。
[0024] 其中，所述各指標(biāo)體系包括油中溶解碳?xì)錃怏w含量、油中溶解碳氧氣體含量、油品 質(zhì)因子和電氣性能；其中，所述油中溶解碳?xì)錃怏w含量所含的指標(biāo)包括H2含量、CH4含量、C2H6含量、C2H4含量和C2H2含量；所述油中溶解碳氧氣體含量所含的指標(biāo)包括C0含量、C0 2 含量及C0與〇)2二者含量總和；所述油品質(zhì)因子所含的指標(biāo)包括酸值、擊穿電壓、微水和介 質(zhì)損耗；所述電氣性能所含的指標(biāo)包括吸收比、介質(zhì)損耗因素和三相最大相間差。
[0025] 本發(fā)明實(shí)施例還提供了一種變壓器健康狀態(tài)分析的系統(tǒng)，所述系統(tǒng)包括：
[0026] 權(quán)重配比單元，用于以變壓器正常老化健康狀態(tài)及絕緣運(yùn)行健康狀態(tài)作為健康指 數(shù)分析目標(biāo)，并分別確定所述變壓器正常老化健康狀態(tài)及絕緣運(yùn)行健康狀態(tài)的權(quán)重賦值； 其中，所述正常老化健康狀態(tài)的權(quán)重賦值與絕緣運(yùn)行健康狀態(tài)的權(quán)重賦值相加之和為1 ;
[0027] 正常老化下健康指數(shù)獲取單元，用于在所述變壓器正常老化健康狀態(tài)中，獲取所 述變壓器本體的相關(guān)信息，得到所述變壓器本體健康指數(shù)；
[0028] 絕緣運(yùn)行下健康指數(shù)獲取單元，用于在所述變壓器絕緣運(yùn)行健康狀態(tài)中，選擇多 個(gè)指標(biāo)體系，根據(jù)預(yù)設(shè)的處理規(guī)則，得到所選各指標(biāo)體系對(duì)應(yīng)的健康指數(shù)及其對(duì)應(yīng)的權(quán)重 值，并根據(jù)所述絕緣運(yùn)行健康狀態(tài)的權(quán)重賦值，對(duì)所選各指標(biāo)體系的權(quán)重值進(jìn)行重新計(jì)算， 得到所選各指標(biāo)體系的新權(quán)重值；
[0029] 綜合健康指數(shù)獲取單元，用于計(jì)算所述正常老化健康狀態(tài)的權(quán)重賦值與所述變壓 器本體健康指數(shù)乘積，以及計(jì)算所述絕緣運(yùn)行健康狀態(tài)下所選各指標(biāo)體系對(duì)應(yīng)的健康指數(shù) 及其對(duì)應(yīng)的新權(quán)重值的乘積，并進(jìn)一步將所述計(jì)算出的多個(gè)乘積累加的和值作為所述變壓 器的綜合健康指數(shù)。
[0030] 其中，所述系統(tǒng)還包括：
[0031] 綜合健康指數(shù)修正單元，用于將所述計(jì)算出的多個(gè)乘積累加的和值通過(guò)預(yù)設(shè)的修 正系數(shù)進(jìn)行修正，并進(jìn)一步所述得到的修正值作為所述變壓器的綜合健康指數(shù)。
[0032] 其中，所述絕緣運(yùn)行下健康指數(shù)獲取單元包括：
[0033] 指標(biāo)體系選擇及數(shù)據(jù)采集模塊，用于選擇多個(gè)指標(biāo)體系，確定所選各指標(biāo)體系所 含的指標(biāo)，并從變壓器的歷史數(shù)據(jù)中獲取各指標(biāo)對(duì)應(yīng)的數(shù)據(jù)；
[0034] 指標(biāo)體系及各指標(biāo)權(quán)重值獲取模塊，用于基于層次分析法，構(gòu)