本發(fā)明涉及基于模糊數(shù)學(xué)的電力變壓器狀態(tài)評(píng)估方法。
背景技術(shù)：
：電力變壓器負(fù)擔(dān)著電力傳輸、分配及電壓轉(zhuǎn)換等多種功能，是關(guān)鍵的電力設(shè)備部件之一，電力變壓器為電力系統(tǒng)提供多種服務(wù)。變壓器的運(yùn)行狀態(tài)是否良好直接影響電力網(wǎng)絡(luò)的安全性和可靠性。電力變壓器狀態(tài)評(píng)估是狀態(tài)檢修的基礎(chǔ)，電力變壓器的運(yùn)行健康狀態(tài)有效的評(píng)估是研究的熱點(diǎn)。狀態(tài)評(píng)估的關(guān)鍵是根據(jù)預(yù)防試驗(yàn)得到非破壞性量，建立合理的狀態(tài)指數(shù)評(píng)價(jià)模型，來(lái)判斷變壓器的運(yùn)行狀態(tài)。盡管目前已經(jīng)開展了狀態(tài)評(píng)估技術(shù)研究，然而當(dāng)前的評(píng)價(jià)方法則更多的集中在定性評(píng)價(jià)，沒(méi)有更詳細(xì)的分配優(yōu)缺點(diǎn)，從而沒(méi)有獲得可靠和準(zhǔn)確的狀態(tài)評(píng)估系統(tǒng)，不利于對(duì)狀態(tài)檢修工作的實(shí)施。一個(gè)從工程實(shí)踐的角度對(duì)變壓器絕緣狀態(tài)評(píng)估，該評(píng)估指標(biāo)包括：油水分含量、油固體含量、油老化程度、局部放電級(jí)，機(jī)械強(qiáng)度和絕緣表面污穢度等，并總結(jié)了常見(jiàn)的變壓器功能失效模型，但是沒(méi)有給出狀態(tài)指數(shù)定量和綜合評(píng)價(jià)方法。技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：本發(fā)明是為了解決現(xiàn)有狀態(tài)評(píng)估系統(tǒng)不能精確評(píng)估的問(wèn)題，而提出的一種基于模糊數(shù)學(xué)的電力變壓器狀態(tài)評(píng)估方法。一種基于模糊數(shù)學(xué)的電力變壓器狀態(tài)評(píng)估方法按以下步驟實(shí)現(xiàn)：步驟一：對(duì)變壓器本體、套管壓力測(cè)試數(shù)據(jù)和變壓器本體的油測(cè)試數(shù)據(jù)預(yù)處理；步驟二：根據(jù)步驟一確定隸屬函數(shù)；步驟三：根據(jù)步驟二得到電力變壓器的故障類型；步驟四：對(duì)電力變壓器的狀態(tài)綜合評(píng)估。發(fā)明效果：本發(fā)明結(jié)合變電站的試驗(yàn)要求，對(duì)變壓器的高壓試驗(yàn)數(shù)據(jù)和油試驗(yàn)數(shù)據(jù)采用了模糊數(shù)學(xué)理論進(jìn)行處理，確定部分試驗(yàn)數(shù)據(jù)的隸屬函數(shù)，根據(jù)處理和分析結(jié)果給故障類型，對(duì)變壓器狀態(tài)進(jìn)行綜合評(píng)估。本發(fā)明獲得了可靠和準(zhǔn)確的狀態(tài)評(píng)估系統(tǒng)，有利于對(duì)狀態(tài)檢修工作的實(shí)施。附圖說(shuō)明圖1為本發(fā)明流程圖；具體實(shí)施方式具體實(shí)施方式一：如圖1所示，一種基于模糊數(shù)學(xué)的電力變壓器狀態(tài)評(píng)估方法包括以下步驟：本發(fā)明通過(guò)分析來(lái)反映不同電壓等級(jí)的油浸式電力變壓器的各種測(cè)試項(xiàng)目，依據(jù)模糊數(shù)學(xué)對(duì)變壓器本體和套管壓力測(cè)試數(shù)據(jù)和本體的油測(cè)試數(shù)據(jù)進(jìn)行預(yù)處理。根據(jù)處理和分析結(jié)果找出故障類型，對(duì)變壓器狀態(tài)進(jìn)行綜合評(píng)估。步驟一：對(duì)變壓器本體、套管壓力測(cè)試數(shù)據(jù)和變壓器本體的油測(cè)試數(shù)據(jù)預(yù)處理；步驟二：根據(jù)步驟一確定隸屬函數(shù)；步驟三：根據(jù)步驟二得到電力變壓器的故障類型；步驟四：對(duì)電力變壓器的狀態(tài)綜合評(píng)估。具體實(shí)施方式二：本實(shí)施方式與具體實(shí)施方式一不同的是：所述步驟一中對(duì)變壓器本體、套管壓力測(cè)試數(shù)據(jù)和變壓器本體的油測(cè)試數(shù)據(jù)預(yù)處理包括對(duì)電氣試驗(yàn)數(shù)據(jù)的模糊化處理和以油中溶解氣體為特征量的改進(jìn)模糊綜合處理。其它步驟及參數(shù)與具體實(shí)施方式一相同。具體實(shí)施方式三：本實(shí)施方式與具體實(shí)施方式一或二不同的是：所述電氣試驗(yàn)數(shù)據(jù)的模糊化處理包括電力變壓器高壓測(cè)試數(shù)據(jù)模糊化和油套耐壓的測(cè)試數(shù)據(jù)的模糊化，采用模糊數(shù)學(xué)方法對(duì)電力變壓器的模糊現(xiàn)象和模糊語(yǔ)言及組合的定量分析。其它步驟及參數(shù)與具體實(shí)施方式一或二相同。具體實(shí)施方式四：本實(shí)施方式與具體實(shí)施方式一至三之一不同的是：所述步驟二中確定隸屬函數(shù)的具體過(guò)程為：步驟二一：對(duì)變壓器的狀態(tài)進(jìn)行分類；將電力變壓器組的運(yùn)行狀態(tài)劃分正常狀態(tài)、異常狀態(tài)和嚴(yán)重狀態(tài)三種狀態(tài)；步驟二二：確定電力變壓器在運(yùn)行狀態(tài)的評(píng)價(jià)因素包括選擇絕緣電阻、吸收比，極化指數(shù)、電容與介電損耗的繞組直流電阻不平衡率、H2、總烴、C2H2、介電損耗、套管絕緣電阻、變壓器本體及附件；介電損耗和套管絕緣電阻和變壓器各種運(yùn)行狀態(tài)的本體及附件為評(píng)價(jià)因素。步驟二三：確定隸屬函數(shù)：電力變壓器的試驗(yàn)數(shù)據(jù)域設(shè)定的警戒值比較：模糊集的隸屬函數(shù)值范圍是[0，1]之間任一個(gè)值。將狀態(tài)量的值介于[0，1]。根據(jù)劣化程度的大小來(lái)確定的電力變壓器狀態(tài)恢復(fù)到正常水平的程度。電力變壓器實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的縱向比較：預(yù)警值是一個(gè)值或一個(gè)靜態(tài)閾值，通過(guò)大量操作經(jīng)驗(yàn)統(tǒng)計(jì)獲取。在某種情況下，數(shù)量的設(shè)備狀態(tài)可能沒(méi)有達(dá)到注意值或者警戒值，也都是屬于“合格”的設(shè)備，對(duì)類似條件下的運(yùn)行和測(cè)試，沒(méi)有警戒值或注意值需求的狀態(tài)，也可以進(jìn)行差異分析，如果分析相同的設(shè)備的狀態(tài)設(shè)備存在重大差異，需要引起工作人員應(yīng)注意，著重監(jiān)測(cè)該設(shè)備運(yùn)行情況。電力變壓器實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的橫向比較：包括電流測(cè)試值，至少兩個(gè)測(cè)試點(diǎn)，分別為a1、b1、cl(上次測(cè)試值)和a2、b2、c2(本次實(shí)驗(yàn)值)，假設(shè)分析A階段電流測(cè)試值的設(shè)備是正常的，可以按以下公式計(jì)算F值。如果超過(guò)30％，可以判定為異常。F=|1-a2(b1+c1)a1(b2+c2)|×100%]]>對(duì)于變壓器的每個(gè)狀態(tài)變量進(jìn)行模糊分布法處理定量數(shù)據(jù)，采用三角形分布函數(shù)，對(duì)應(yīng)于不同級(jí)別的隸屬函數(shù)；得出3個(gè)狀態(tài)下的隸屬度函數(shù)分別為：正常狀態(tài)下的隸屬度函數(shù)：u(x)=1,x≥0.85x-3,0.6≤x≤0.80,x≤0.6]]>異常狀態(tài)下的隸屬函數(shù)：u(x)=|5x+3,0.4≤x≤0.65x-1,0.4≤x≤0.40,x≤02||x≥0.6]]>嚴(yán)重狀態(tài)下的隸屬函數(shù)：u(x)=-5x+2,0.2≤x≤0.41,x≤0.20,x≥0.4.]]>其它步驟及參數(shù)與具體實(shí)施方式一至三之一相同。具體實(shí)施方式五：本實(shí)施方式與具體實(shí)施方式一至四之一不同的是：所述步驟三中根據(jù)步驟二得到電力變壓器的故障類型的具體過(guò)程為：油中溶解氣體為特征量的改進(jìn)模糊綜合處理，其特征在于采用模糊故障診斷電力變壓器，劃分C2H2與C2H4比值，CH4和H2的比值，CH4和C2H2的比值為模糊集合的一個(gè)子集故障類別，根據(jù)兩種氣體溶解于變壓器油中的方法，給定的比值之間與電力變壓器故障類型的關(guān)系，設(shè)置不同的故障類型的成員函數(shù)，得出設(shè)備的故障類型。采用變壓器油中溶解氣體的三比值法的進(jìn)行編碼0、1和2和C2H2與C2H4比值，CH4和H2的比值進(jìn)行模糊化處理；設(shè)置比C2H2IC2H4＝x1，屬于零編碼隸屬度為u10，隸屬于編碼1的隸屬度為u，屬于隸屬度為編碼2的隸屬度設(shè)為u12，CH4IH2＝x2，隸屬度U20與和編碼0相對(duì)應(yīng)，隸屬度u2l與編碼1對(duì)應(yīng)，隸屬度u22與編碼2對(duì)應(yīng)；令比值CH4/C2H2＝x3，隸屬度u30、u3l、u32分別于編碼0、1、2編碼相對(duì)應(yīng)；每一組氣體的比值都有分別對(duì)0，1，2編碼的共3個(gè)隸屬度，u1和u2和u3表示為：u1＝max(u10，u11，u12)u2＝max(u20，u21，u22)u3＝max(u30，u31，u32)根據(jù)編碼根據(jù)故障類型相對(duì)應(yīng)就知道變壓器的故障類型。其它步驟及參數(shù)與具體實(shí)施方式一至四之一相同。具體實(shí)施方式六：本實(shí)施方式與具體實(shí)施方式一至五之一不同的是：所述步驟四中對(duì)電力變壓器的狀態(tài)綜合評(píng)估的具體過(guò)程為：對(duì)狀態(tài)量的綜合評(píng)估，需要獲取相關(guān)信息數(shù)據(jù)，變壓器廠家提供狀態(tài)變量的原始數(shù)據(jù)主要，操作數(shù)據(jù)，修復(fù)數(shù)據(jù)和其他信息。有關(guān)其他因素影響變壓器安全穩(wěn)定運(yùn)行的應(yīng)對(duì)措施實(shí)施。狀態(tài)量的大小的影響著變壓器的安全運(yùn)行，由小到大，分為四個(gè)級(jí)別，分別對(duì)應(yīng)的權(quán)重1，權(quán)重2、權(quán)重3和權(quán)重4，其系數(shù)是1、2、3、4。狀態(tài)量由小到大，分為四個(gè)級(jí)別，分別是I，II，III和IV。對(duì)應(yīng)于基本扣除分?jǐn)?shù)是2、4、6和8，該分?jǐn)?shù)可以根據(jù)情況調(diào)整。狀態(tài)量應(yīng)扣分分值由狀態(tài)量和劣化的權(quán)重共同決定，其中狀態(tài)量應(yīng)該扣除分?jǐn)?shù)等于狀態(tài)量基本分的價(jià)值乘以權(quán)重系數(shù)。對(duì)變壓器的狀態(tài)評(píng)估分為部件評(píng)價(jià)和綜合評(píng)價(jià)兩個(gè)部分，一個(gè)變壓器的部件可分為：本體、無(wú)勵(lì)磁分接開關(guān)、套管、冷卻系統(tǒng)和非電量保護(hù)五部分，變壓器組件評(píng)估單項(xiàng)狀態(tài)變量的扣分和部件合計(jì)扣分情況，變壓器的總體評(píng)價(jià)應(yīng)綜合組件的評(píng)價(jià)結(jié)果。當(dāng)所有的部件正常，總體評(píng)價(jià)為正常狀態(tài)，當(dāng)任何部件狀態(tài)處于異常狀態(tài)或嚴(yán)重的情況下，整體的評(píng)價(jià)應(yīng)該是其中一個(gè)嚴(yán)重的情況。變壓器狀態(tài)評(píng)估只是數(shù)量高于特定扣分?jǐn)?shù)來(lái)確定變壓器的狀態(tài)，在現(xiàn)場(chǎng)中，對(duì)于比較接近警戒值得變化，也有可能對(duì)故障狀態(tài)報(bào)警。使用模糊處理測(cè)試數(shù)據(jù)，工作人員可以清楚地看到實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的變化趨勢(shì)。為變壓器油中溶解氣體量為特征量，采用模糊數(shù)學(xué)三比值法對(duì)模糊故障診斷電力變壓器的變壓器故障類型。通過(guò)以上方法可以對(duì)電力變壓器的狀態(tài)進(jìn)行有效合理的評(píng)估。其它步驟及參數(shù)與具體實(shí)施方式一至五之一相同。實(shí)施例一：1、設(shè)計(jì)開發(fā)電力變壓器的狀態(tài)評(píng)估系統(tǒng)，根據(jù)模糊數(shù)學(xué)模型設(shè)計(jì)算法。2、建立數(shù)據(jù)庫(kù)，輸入基本信息數(shù)據(jù)，設(shè)置狀態(tài)檢修參數(shù)，輸入本體的油浸式電力變壓器高壓測(cè)試數(shù)據(jù)和套管壓力測(cè)試數(shù)據(jù)。3、整理各種測(cè)試數(shù)據(jù)，測(cè)試數(shù)據(jù)主要分有運(yùn)行數(shù)據(jù)、高壓實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)和石油測(cè)試數(shù)據(jù)三種類型數(shù)據(jù)。使用不同的算法對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行分析處理。4、根據(jù)需要對(duì)電力變壓器狀態(tài)量進(jìn)行縱、橫向比較分析。5、對(duì)高壓測(cè)試數(shù)據(jù)和變壓器油測(cè)試數(shù)據(jù)進(jìn)行模糊處理。6、綜合變壓器系統(tǒng)的各種試驗(yàn)數(shù)據(jù)給出電力變壓器狀態(tài)評(píng)估報(bào)告，提供相應(yīng)的建議和維護(hù)檢修周期。當(dāng)前第1頁(yè)1 2 3