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基于混合Weibull分布的變壓器絕緣熱老化狀態(tài)可靠性評估方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種基于混合Weibull分布的變壓器絕緣熱老化狀態(tài)可靠性評估方法，所述方法包括如下步驟：1)采集油紙絕緣熱老化特征數(shù)據(jù)；2)建立可靠性評估指標(biāo)體系；3)確定各指標(biāo)的綜合權(quán)重；4)構(gòu)造可靠性評估混合Weibull分布模型，對油紙絕緣熱老化狀態(tài)進(jìn)行評估。本發(fā)明通過分析每個油紙絕緣熱老化特征參數(shù)對熱老化狀態(tài)的靈敏度，建立了可靠性評估指標(biāo)體系，并綜合各指標(biāo)的數(shù)據(jù)和權(quán)重進(jìn)行油紙絕緣熱老化狀態(tài)可靠性評估。同現(xiàn)有的絕緣紙聚合度、油中糠醛含量等參數(shù)油紙絕緣熱老化狀態(tài)評價方法相比，能夠更加充分地考慮各指標(biāo)可靠度對油紙絕緣總體可靠性的影響，因此能夠得到相對精確的油紙絕緣熱老化可靠度數(shù)值，從而有效提高油浸式電力變壓器絕緣老化狀態(tài)的監(jiān)測及評估的準(zhǔn)確率。
【專利說明】基于混合Weibu I I分布的變壓器絕緣熱老化狀態(tài)可靠性評估方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于變壓器絕緣老化狀態(tài)評估【技術(shù)領(lǐng)域】，尤其涉及一種基于混合Weibull分布模型的變壓器絕緣熱老化狀態(tài)可靠性評估方法。
【背景技術(shù)】
[0002]高壓電氣設(shè)備絕緣材料的老化壽命模型一直是國內(nèi)外學(xué)者的研究熱點(diǎn)之一。油紙絕緣老化狀態(tài)評估技術(shù)有利于提高電力變壓器的安全運(yùn)行水平。油紙絕緣壽命評估模型主要包括兩種研究方法:a)根據(jù)油紙絕緣加速老化試驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行擬合得到壽命評估模型；b)根據(jù)油紙絕緣老化的物理化學(xué)性質(zhì)，結(jié)合空間電荷、局部放電等分析絕緣的破壞機(jī)理，并進(jìn)行驗(yàn)證得到壽命評估模型。
[0003]電力變壓器在正常運(yùn)行過程中或是在發(fā)生故障時，均會產(chǎn)生一定熱量從而導(dǎo)致油紙絕緣的溫度上升，進(jìn)而產(chǎn)生化學(xué)和物理變化使得絕緣材料老化。表征油紙絕緣熱老化狀態(tài)的參數(shù)眾多，各參數(shù)之間既相互關(guān)聯(lián)又有所區(qū)別。目前雖對油紙絕緣熱老化過程中的狀態(tài)參量和評估方法做了大量研究，但在電力變壓器內(nèi)部絕緣老化評估實(shí)際應(yīng)用中難以取得滿意的結(jié)果。絕緣紙聚合度和抗拉強(qiáng)度雖可以反映絕緣紙的熱老化降解程度，但由于現(xiàn)場取樣方式的限制，在實(shí)際應(yīng)用中存在難度；糠醛和油中溶解氣體含量等絕緣油參數(shù)易于獲取，但與電力變壓器油紙絕緣熱老化狀態(tài)的關(guān)系還不十分明確；局部放電參數(shù)雖然被提出可用于油紙絕緣老化評估，但尚未得到現(xiàn)場應(yīng)用的驗(yàn)證。
[0004]此外，電力變壓器油紙絕緣熱老化狀態(tài)的評估，主要依據(jù)熱老化過程中確定的油紙絕緣參數(shù)的閾值。油紙絕緣熱老化參數(shù)直接或間接地表征了絕緣的老化狀態(tài)，但由于各參數(shù)指標(biāo)包含信息的差異，以及測量手段導(dǎo)致的誤差等，都對油紙絕緣熱老化狀態(tài)的準(zhǔn)確評價帶來困難。
[0005]因此，為準(zhǔn)確評估電力變壓器油紙絕緣的熱老化狀態(tài)，迫切需要研究新的油紙絕緣熱老化狀態(tài)評估方法。針對這一問題，需要一種合適的評估方法，能夠綜合油紙絕緣熱老化特征參數(shù)指標(biāo)數(shù)據(jù)，對變壓器油紙絕緣熱老化狀態(tài)進(jìn)行評估。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]鑒于此，本發(fā)明提供一種基于混合Weibull分布模型的變壓器絕緣熱老化狀態(tài)可靠性評估方法，與現(xiàn)有方法相比，能夠更加充分地考慮各指標(biāo)可靠度對油紙絕緣總體可靠性的影響，因此能夠得到相對精確的油紙絕緣熱老化可靠度數(shù)值。
[0007]本發(fā)明的目的是通過這樣的技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的，基于混合Weibull分布的變壓器絕緣熱老化狀態(tài)可靠性評估方法，包括以下步驟:步驟I).采集電力變壓器油紙絕緣熱老化過程中各個時間監(jiān)測點(diǎn)的絕緣油特征參數(shù)及絕緣紙聚合度特征參數(shù)數(shù)據(jù)；步驟2).將時間監(jiān)測點(diǎn)的絕緣油特征參數(shù)及絕緣紙聚合度特征參數(shù)數(shù)據(jù)進(jìn)行處理，建立初始數(shù)據(jù)樣本集；步驟3).建立可靠性評估指標(biāo)體系；步驟4).確定各指標(biāo)的綜合權(quán)重；步驟5).構(gòu)造可靠性評估混合Weibull分布模型，對油紙絕緣熱老化狀態(tài)進(jìn)行評估。
[0008]進(jìn)一步,所述步驟I)中絕緣油特征參數(shù)包括油擊穿電壓、油酸值、油中糠醒含量、油中溶解特征氣體含量，油中溶解特征氣體包括H2、C2H2, CH4, C2H4, C2H6, CO、co2。
[0009]進(jìn)一步，步驟3)中建立可靠性評估指標(biāo)體系選取的評估指標(biāo)包括油擊穿電壓、油中糠醛、油酸值、油中H2含量、CO2與CO比值、總烴含量6個特征參數(shù)。
[0010]進(jìn)一步，所述步驟4)具體包括以下子步驟:步驟41).確定靜態(tài)權(quán)重:選定波形相似系數(shù)來描述基于絕緣油理化參數(shù)與基于絕緣紙聚合度的可靠性Weibull分布曲線之間的相關(guān)性，并將相似系數(shù)計(jì)算結(jié)果作為指標(biāo)的靜態(tài)權(quán)重，則靜態(tài)權(quán)重的表達(dá)式為，
【權(quán)利要求】
1.基于混合Weibull分布的變壓器絕緣熱老化狀態(tài)可靠性評估方法，其特征在于:包括以下步驟: 步驟I).采集電力變壓器油紙絕緣熱老化過程中各個時間監(jiān)測點(diǎn)的絕緣油特征參數(shù)及絕緣紙聚合度特征參數(shù)數(shù)據(jù)； 步驟2).將時間監(jiān)測點(diǎn)的絕緣油特征參數(shù)及絕緣紙聚合度特征參數(shù)數(shù)據(jù)進(jìn)行處理，建立初始數(shù)據(jù)樣本集； 步驟3).建立可靠性評估指標(biāo)體系； 步驟4).確定各指標(biāo)的綜合權(quán)重； 步驟5).構(gòu)造可靠性評估混合Weibull分布模型，對油紙絕緣熱老化狀態(tài)進(jìn)行評估。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于混合Weibull分布的變壓器絕緣熱老化狀態(tài)可靠性評估方法，其特征在于:所述步驟I)中絕緣油特征參數(shù)包括油擊穿電壓、油酸值、油中糠醛含量、油中溶解特征氣體含量，油中溶解特征氣體包括H2、C2H2, CH4, C2H4, C2H6, CO、C02。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于混合Weibull分布的變壓器絕緣熱老化狀態(tài)可靠性評估方法，其特征在于:步驟3)中建立可靠性評估指標(biāo)體系選取的評估指標(biāo)包括油擊穿電壓、油中糠醛、油酸值、油中H2含量、CO2與CO比值、總烴含量6個特征參數(shù)。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于混合Weibull分布的變壓器絕緣熱老化狀態(tài)可靠性評估方法，其特征在于:所述步驟4)具體包括以下子步驟: 步驟41).確定靜態(tài)權(quán)重:選定波形相似系數(shù)來描述基于絕緣油理化參數(shù)與基于絕緣紙聚合度的可靠性Weibull分布曲線之間的相關(guān)性，并將相似系數(shù)計(jì)算結(jié)果作為指標(biāo)的靜態(tài)權(quán)重，則靜態(tài)權(quán)重的表達(dá)式為，..V

5.根據(jù)權(quán)利要求3所述的基于混合Weibull分布的變壓器絕緣熱老化狀態(tài)可靠性評估方法，其特征在于:所述步驟5)具體包括以下子步驟: 步驟51).評估模型:綜合6個評估指標(biāo)，建立油紙絕緣熱老化可靠性評估Weibull分布混合模型；所述油紙絕緣熱老化可靠性評估Weibull分布混合模型為:M = P1R(Y1)+…+P6R(Y6)，式中，M代表油紙絕緣熱老化可靠性評估結(jié)果^(Y1)，R(Y2)，……，R(Y6)分別代表油紙絕緣6個指標(biāo)的Weibull可靠性分布函數(shù)；Pl，p2,……，P6分別代表6個指標(biāo)的綜合權(quán)重； 步驟52).可靠性程度劃分:根據(jù)油紙絕緣熱老化可靠性評估Weibull分布混合模型將油紙絕緣熱老化狀態(tài)分成四個等級，分別表示油紙絕緣熱老化可靠性高、較高、較低和很低四個狀態(tài)； 步驟53).指標(biāo)可靠度:將所采集得到的6個指標(biāo)數(shù)據(jù)代入指標(biāo)隸屬度計(jì)算公式中，依次計(jì)算得到各指標(biāo)在不同熱老化階段的可靠度； 步驟54).狀態(tài)評估結(jié)果:將不同老化階段的指標(biāo)可靠度計(jì)算結(jié)果代入評估模型中，通過加權(quán)和計(jì)算，得到各老化階段油紙絕緣的熱老化可靠度結(jié)果，即油紙絕緣的熱老化可靠性狀 態(tài)。
【文檔編號】G01N33/28GK103983757SQ201410245018
【公開日】2014年8月13日 申請日期:2014年6月4日 優(yōu)先權(quán)日:2014年6月4日
【發(fā)明者】何志滿, 王劍飛, 楊溢, 陽玉潔, 黃海舟, 李川, 鄧軍, 劉鄭, 余洋, 顧婷 申請人:國家電網(wǎng)公司, 國網(wǎng)重慶市電力公司萬州供電分公司