CN106203863A - 一种综合多源信息的电力变压器全量状态评价模型 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种综合多源信息的电力变压器全量状态评价模型。目前，电力设备状态评价模型在数据获取方式、部件划分、性能指标设置、评分模型等方面都存在缺陷和不足，无法实时、准确、全面地反映电力变压器实际运行状态。本发明依据电力变压器状态评价框架，结合停电试验、带电检测、在线监测、专业巡检、运行环境等因素，重新梳理了设备状态量、不良工况和家族缺陷等因素，提出了一种综合多源信息的电力变压器全量状态评价模型。本发明解决了电力变压器状态检测数据的实际运用问题和电力变压器运行状态科学评估问题，为一线运维人员制定设备检修策略提供科学指导，也为其他变电设备的状态评价提供了指导依据。
Description
技术领域
本发明涉及电力设备状态评价领域，具体地说是一种应用电力变压器的多源监测数据和运行环境数据评估评价电力变压器运行状态的计算模型。
背景技术
在设备运行状态的统计规律基础上，电网设备检修长期采用定期检修和故障检修相结合的模式。在多年的生产实践中，这种检修模式有效地保障了电网的安全稳定运行。但随着技术进步和电网快速发展，定期检修方式越来越难以适应电网发展的需要，存在“小病大治，无病也治”的盲目现象，设备过修与失修现象并存。电网规模的迅速扩大也导致定期检修工作量剧增，检修人员紧缺、停电安排困难问题日益突出。近年来设备技术水平和制造质量大幅提升，免维护、少维护设备大量投用，早期制定的设备检修、试验规程明显滞后于装备制造水平的发展。因此电网公司全面推广电力设备状态检修。随着电力设备状态检修技术的推广和成熟，对设备运行情况的准确评估评价问题也成为电力设备安全稳定运行的重要课题。
电力变压器的状态评价是通过量化反映设备运行状况的直接现象或者由试验手段得到的间接参量，并与导则或规程中的注意值进行对比，最终通过预设的评分模型得出评价结果。现行的状态评价模型主要存在如下两个问题：
一是评价模型主要是基于停电试验获取的参量进行评价。根据实际的运行经验，变压器在运行过程中运行状态变化复杂，仅依靠停电试验无法及时发现潜伏性的缺陷和隐患。
二是现有的状态量的评分模型多呈现为阶跃函数的形式，即在数值上满足一定的扣分条件就扣除相应的分数。这种评分模型的设置适应于传统的年度评价要求，而实际隐患、缺陷的发展具有渐近性，现阶段的设备状态检修也要求在年度评价的基础上引入动态评价，模型已与实际要求不符。
此外，还有不同电压等级、不同制造材料评分统一化问题，对同一状态量的不同获取方式得到的数据融合问题，对数据缺失或周期性失效处理问题等细节问题仍需进一步完善。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是克服上述现有模型存在的缺陷，提供一种综合多源信息的电力变压器全量状态评价模型，以解决电力变压器状态检测数据的实际运用问题和电力变压器运行状态科学评估问题，为一线运维人员制定设备检修策略提供科学指导，也为其他变电设备的状态评价提供指导依据。
为此，本发明采用如下的技术方案：一种综合多源信息的电力变压器全量状态评价模型，其评价过程按以下步骤进行：
步骤1)：获取电力变压器停电试验数据、带电检测试验数据、在线监测数据、巡检信息、运行环境信息、电网运行信息和同类设备缺陷信息，作为模型输入；
步骤2)：根据输入信息总结归纳出多个状态量、多种不良工况以及设备的家族缺陷，根据评分标准对状态量、不良工况以及家族缺陷进行量化评分，实现一级评价；
对于一种状态量，如有多于一种的获取方式，通过加权计算方法统筹各种数据获取方式的扣分值；
如不同获取方式获得的状态量数据对应扣分值均为0分，则加权扣分值也为0分；否则，加权扣分值M按下式计算：
式中，n为状态量获取方式的数量；Mi为第i种状态量获取方式对应的扣分值；Qi为第i种状态量获取方式的可靠系数；Q′i为第i种状态量获取方式的修正可靠系数；
步骤3)：确定状态量、家族缺陷、不良工况扣分对应的部件和设备性能，对相应的部件和性能评分，得到设备部件得分和性能得分，实现二级评价；
部件和性能得分的计算方法：
Mbj/xn＝100-min[min(My,20)+min(Mz,80)+min(Mb,25)+min(Mj,25),100]
上式中，My为一般状态量扣分；Mz为重要状态量扣分；Mb为不良工况扣分；Mj为家族缺陷扣分；Mbj为设备部件得分；Mxn为设备性能得分；
步骤4)：基于二级评价的结果，实现设备评分和状态评价，电力变压器的设备评分按得分最低的部件计算，状态评价为各部件的状态评价得分中最差者；电力变压器整体的评价结果以设备评分、设备状态和设备性能得分综合表示。
本发明依据国家电网公司变压器状态评价框架，结合停电试验、带电检测、在线监测、巡检、运行环境等因素，重新梳理了设备状态量、不良工况和家族缺陷等因素，提出了一种综合多源信息的电力变压器全量状态评价模型。
进一步，电力变压器的设备性能按技术特性分为绝缘性能、导电性能、油性能、机械性能和外观五类，在评价中体现设备性能的得分。
进一步，电力变压器按功能划分为本体、套管、冷却***、分接开关和非电量保护装置五个设备部件，所述的设备部件状态分为正常、注意、异常、严重四类。
进一步，本体的评价范围包含高压绕组、中压绕组、低压绕组、调压绕组、平衡绕组、铁芯、绝缘件、磁屏蔽及回路、绝缘油、油箱、油枕、密封件、升高座电流互感器。
进一步，套管的评价范围包含高压绕组、中压绕组、低压绕组和平衡绕组的出线套管、外部连接；冷却***的评价范围包含散热器、风扇、潜油泵、油流继电器、控制箱。
进一步，分接开关的评价范围包含有载分接开关、无载分接开关。
进一步，非电量保护装置的评价范围包含气体继电器、压力释放阀、温度计、速动油压继电器、油位计。
进一步，状态量不同获取方式扣分值的可靠系数如下：获取方式为停电试验的可靠系数为1，获取方式为带电试验的可靠系数为0.8，获取方式为在线监测的可靠系数为0.5，获取方式为巡检的可靠系数为0.8。
进一步，根据停电试验数据、带电检测试验数据、在线监测数据和巡检信息归纳出多个状态量，根据运行环境信息和电网运行信息归纳出多个不良工况，根据同类设备缺陷信息归纳出设备的家族缺陷。
本发明解决了电力变压器状态检测数据的实际运用问题和电力变压器运行状态科学评估问题，为一线运维人员制定设备检修策略提供科学指导，也为其他变电设备的状态评价提供了指导依据。
附图说明
图1为本发明的流程图。
图2为本发明表2中绕组的介质损耗因数(序号1状态量)的评分标准图。
图3为本发明表2中绕组直流泄漏电流(序号2状态量)的评分标准图。
图4为本发明表2中绕组绝缘电阻(序号3状态量)的评分标准图。
图5为本发明表2中套管介质损耗因数(序号4状态量)的评分标准图。
图6为本发明表2中套管电容量(序号5状态量)的评分标准图。
图7为本发明表2中套管末屏绝缘电阻(序号6状态量)的评分标准图。
图8为本发明表2中铁芯夹件绝缘电阻(序号7状态量)的评分标准图。
图9为本发明表2中铁芯接地电流(序号8状态量)的评分标准图。
图10为本发明表2中相(线)间绕组直流电阻(序号18状态量)的评分标准图。
图11为本发明表2中绕组电阻的变化评分标准图。
图12为本发明表2中油微水(序号26状态量)的评分标准图。
图13为本发明表2中总烃(序号27状态量)含量的评分标准图。
图14为本发明表2中总烃(序号27状态量)相对产气量的评分标准图。
图15为本发明表2中氢气(序号28状态量)的评分标准图。
图16为本发明表2中乙炔(序号29状态量)的评分标准图。
图17为本发明表2中含气量(序号30状态量)的评分标准图。
图18为本发明表2中绝缘油介质损耗因数(序号31状态量)的评分标准图。
图19为本发明表2中油中糠醛含量(序号33状态量)的评分标准图。
图20为本发明表2中短路阻抗(序号37状态量)的评分标准图。
具体实施方式
下面结合说明书附图和具体实施方式对本发明作进一步说明。
如图1所示，在本发明的全量状态评价模型中，电力变压器按功能划分为本体、套管、冷却***、分接开关和非电量保护装置五个部件。本体的评价范围包含高压绕组、中压绕组、低压绕组、调压绕组、平衡绕组、铁芯、绝缘件、磁屏蔽及回路、绝缘油、油箱、油枕、密封件、升高座电流互感器等；套管的评价范围包含高压绕组、中压绕组、低压绕组和平衡绕组的出线套管，外部连接；冷却***的评价范围包含散热器、风扇、潜油泵、油流继电器、控制箱；分接开关的评价范围包含有载分接开关、无载分接开关；非电量保护装置的评价范围包含气体继电器、压力释放阀、温度计、速动油压继电器、油位计。
全量状态评价模型中，变压器的设备性能按技术特性分为绝缘性能、导电性能、油性能、机械性能和外观五类。
评价过程按以下步骤进行：
步骤1：获取电力变压器停电试验数据、带电检测试验数据、在线监测数据、专业巡视信息、运行环境信息、电网运行信息、同类设备缺陷数据信息，作为模型输入。
步骤2：根据输入信息总结归纳出45个状态量、14种不良工况以及设备的家族缺陷。停电试验、带电检测、在线监测和巡检信息对应的状态量如表1所示。
根据评分标准对状态量、不良工况和家族缺陷进行量化评分，实现一级评价。
状态量、家族缺陷和不良工况的评分标准如表2、表3和表4所示。
表3家族缺陷扣分标准
表4不良工况扣分标准
对于一种状态量，如有多于一种的获取方式，通过加权计算方法统筹各种数据获取方式的扣分值。
状态量不同获取方式扣分值的可靠系数如表5所示。
表5状态量不同获取方式扣分值的可靠系数
| 停电试验 | 带电试验 | 在线监测 | 巡检 | |
| 可靠系数 | 1 | 0.8 | 0.5 | 0.8 |
不同获取方式获得的状态量数据对应扣分值均为0分，则加权扣分值也为0分；否则，加权扣分值M按下式计算：
式中，n为状态量获取方式的数量；Mi为第i种状态量获取方式对应的扣分值；Qi为第i种状态量获取方式的可靠系数；Q′i为第i种状态量获取方式的修正可靠系数。
步骤3：确定状态量、家族缺陷、不良工况扣分对应的的部件和设备性能，对相应的部件和性能评分，实现二级评价。
状态量对应的设备部件和设备性能如表6所示。
家族缺陷对应的设备部件和设备性能如表3所示。
不良工况对应的设备部件和设备性能如表7所示。
表7油浸式变压器(电抗器)不良工况和最大扣分值
部件和性能得分的计算方法：
Mbj/xn＝100-min[min(My,20)+min(Mz,80)+min(Mb,25)+min(Mj,25),100]
式中My为一般状态量扣分；Mz为重要状态量扣分；Mb为不良工况扣分；Mj为家族缺陷扣分；Mbj为部件评分；Mxn为性能评分。
设备部件状态分为为正常、注意、异常、严重四类。部件状态与评价得分的关系如表8所示。
表8设备部件状态与评价得分的关系
步骤4：最终基于二级评价的结果，实现设备的综合评分和状态评价。
电力变压器的设备评分按得分最低的部件计算，状态评价为各部件的状态评价得分中最差者；电力变压器整体的评价结果以设备评分、设备状态和设备性能得分综合表示。
Claims (10)
1.一种综合多源信息的电力变压器全量状态评价模型，其评价过程按以下步骤进行：
步骤1)：获取电力变压器停电试验数据、带电检测试验数据、在线监测数据、巡检信息、运行环境信息、电网运行信息和同类设备缺陷信息，作为模型输入；
步骤2)：根据输入信息总结归纳出多个状态量、多种不良工况以及设备的家族缺陷，根据评分标准对状态量、不良工况以及家族缺陷进行量化评分，实现一级评价；
对于一种状态量，如有多于一种的获取方式，通过加权计算方法统筹各种数据获取方式的扣分值；
如不同获取方式获得的状态量数据对应扣分值均为0分，则加权扣分值也为0分；否则，加权扣分值M按下式计算：
式中，n为状态量获取方式的数量；Mi为第i种状态量获取方式对应的扣分值；Qi为第i种状态量获取方式的可靠系数；Q′i为第i种状态量获取方式的修正可靠系数；
步骤3)：确定状态量、家族缺陷、不良工况扣分对应的部件和设备性能，对相应的部件和性能评分，得到设备部件得分和性能得分，实现二级评价；
部件和性能得分的计算方法：
Mbj/xn＝100-min[min(My,20)+min(Mz,80)+min(Mb,25)+min(Mj,25),100]
上式中，My为一般状态量扣分；Mz为重要状态量扣分；Mb为不良工况扣分；Mj为家族缺陷扣分；Mbj为设备部件得分；Mxn为设备性能得分；
步骤4)：基于二级评价的结果，实现设备评分和状态评价，电力变压器的设备评分按得分最低的部件计算，状态评价为各部件的状态评价得分中最差者；电力变压器整体的评价结果以设备评分、设备状态和设备性能得分综合表示。
2.根据权利要求1所述的综合多源信息的电力变压器全量状态评价模型，其特征在于，电力变压器的设备性能按技术特性分为绝缘性能、导电性能、油性能、机械性能和外观五类，在评价中体现设备性能的得分。
3.根据权利要求1所述的综合多源信息的电力变压器全量状态评价模型，其特征在于，电力变压器按功能划分为本体、套管、冷却***、分接开关和非电量保护装置五个设备部件，所述的设备部件状态分为正常、注意、异常、严重四类。
4.根据权利要求3所述的综合多源信息的电力变压器全量状态评价模型，其特征在于，所述本体的评价范围包含高压绕组、中压绕组、低压绕组、调压绕组、平衡绕组、铁芯、绝缘件、磁屏蔽及回路、绝缘油、油箱、油枕、密封件、升高座电流互感器。
5.根据权利要求3所述的综合多源信息的电力变压器全量状态评价模型，其特征在于，所述套管的评价范围包含高压绕组、中压绕组、低压绕组和平衡绕组的出线套管、外部连接。
6.根据权利要求3所述的综合多源信息的电力变压器全量状态评价模型，其特征在于，所述冷却***的评价范围包含散热器、风扇、潜油泵、油流继电器、控制箱。
7.根据权利要求3所述的综合多源信息的电力变压器全量状态评价模型，其特征在于，所述分接开关的评价范围包含有载分接开关、无载分接开关。
8.根据权利要求3所述的综合多源信息的电力变压器全量状态评价模型，其特征在于，所述非电量保护装置的评价范围包含气体继电器、压力释放阀、温度计、速动油压继电器、油位计。
9.根据权利要求1所述的综合多源信息的电力变压器全量状态评价模型，其特征在于，状态量不同获取方式扣分值的可靠系数如下：获取方式为停电试验的可靠系数为1，获取方式为带电试验的可靠系数为0.8，获取方式为在线监测的可靠系数为0.5，获取方式为巡检的可靠系数为0.8。
10.根据权利要求1所述的综合多源信息的电力变压器全量状态评价模型，其特征在于，根据停电试验数据、带电检测试验数据、在线监测数据和巡检信息归纳出多个状态量，根据运行环境信息和电网运行信息归纳出多个不良工况，根据同类设备缺陷信息归纳出设备的家族缺陷。
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| RJ01 | Rejection of invention patent application after publication |
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