CN109254228A - 换流变压器用绝缘材料性能评价方法 - Google Patents

换流变压器用绝缘材料性能评价方法 Download PDF

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Abstract

本发明涉及一种换流变压器用绝缘材料性能评价方法,获取换流变压器上绝缘材料的常规物理特性的数据及介电特性的数据；处理所述常规物理特性数据及介电特性数据，然后根据处理后的数据计算对应的标准差；根据所述标准差得到权重列向量；根据所述权重列向量得到常规物理特性的分值以及所述介电特性的分值以及综合分值。本发明有利于实现优化绝缘材料性能综合评价的技术效果。

Description

换流变压器用绝缘材料性能评价方法
技术领域
本发明涉及电气技术领域，尤其是指一种换流变压器用绝缘材料性能评价方法。
背景技术
换流变压器作为重要的输变电设备，其运行可靠性直接关系到整个电力***的安全运行。目前，油纸绝缘作为换流变压器的主绝缘形式，绝缘纸板的各个特性直接或间接影响到相关设备的可靠性、安全性和使用寿命，但是换流变压器油纸绝缘工况十分复杂且恶劣，电力***频率特性和电压特性的调整、运行方式切换及外界环境(如温度和湿度等)的变化都会造成内部油纸主绝缘材料的理化特性、介电特性的改变，从而影响整体绝缘性能。因此，选取合适的绝缘材料，对提高换流变压器运行可靠性具有重要的意义。
近年来，国内外对换流用绝缘纸板性能综合评价研究较少。例如，现有文献《温度及老化状态对油纸绝缘时域介电响应特性影响的实验研究》(田杰，中国电机工程学报，2012)对油浸纸板试品采取了极化去极化电流试验，跟踪了不同阶段的老化过程，证实了温度对老化程度曲线具有较大影响，温度升高或老化程度增加，会使PDC曲线上移，此特点适用于评估绝缘老化状态。上述仅仅通过温度评估了绝缘材料的状态，因此不够客观、全面。
为了克服上述问题，现有中国发明专利(CN104076222A)公开了一种基于树型拓扑结构的输变电设备状态评价***，包括雷电定位仪、架空线温度检测仪、绝缘子污秽检测仪、变压器油检测仪、电能质量检测仪、变压器中性点电流检测仪、数据处理模块、在线预警模块、智能诊断模块、状态评价模块、风险预测模块、检修决策模块；其中，雷电定位仪、架空线温度检测仪、绝缘子污秽检测仪、变压器油检测仪、电能质量检测仪、变压器中性点电流检测仪共同构成树型拓扑结构的分支。上述虽然可以对输变电设备的运行状态进行实时评价，并根据评价结果作出检修决策，但是仅针对于电力设备运行状态下相关数据进行计算，构建模型，计算相应的估计值，由于运行状态数据并不涉及绝缘材料常规物理特性和介电特性，使上述模型的构建与常规物理特性和介电特性无关，因此评价方法不够客观、全面。
发明内容
为此，本发明所要解决的技术问题在于克服现有技术中评价材料性能的方法不够客观、全面的问题，从而提供一种理论依据充分、评价客观、全面的换流变压器用绝缘材料性能评价方法。
为解决上述技术问题，本发明的一种换流变压器用绝缘材料性能评价方法，包括如下步骤：获取换流变压器上绝缘材料的常规物理特性的数据及介电特性的数据；处理所述常规物理特性数据及介电特性数据，然后根据处理后的常规物理特性数据计算所述常规物理特性各项指标对应的标准差，根据处理后的介电特性数据计算所述介电特性各项指标对应的标准差；根据所述常规物理特性各项指标对应的标准差得到所述常规物理特性指标的权重列向量，根据所述介电特性各项指标对应的标准差得到所述介电特性指标的权重列向量；根据所述常规物理特性指标的权重列向量得到常规物理特性的分值，根据所述介电特性指标的权重列向量得到所述介电特性的分值，并根据所述常规物理特性的分值以及所述介电特性的分值确定综合分值。
在本发明的一个实施例中，所述步骤S1中，获取换流变压器上绝缘材料的介电特性的数据包括不同属性下介电特性数据。
在本发明的一个实施例中，所述步骤S2中，处理所述常规物理特性数据及介电特性数据的方法为：根据无量纲化和同向化处理所述常规物理特性数据及介电特性数据。
在本发明的一个实施例中，所述步骤S3中，根据所述常规物理特性各项指标对应的标准差获取所述常规物理特性指标的权重列向量的方法为：将所述常规物理特性各项指标对应的标准差构成标准差列向量，将所述标准差列向量单位化后，得到所述常规物理特性指标的权重列向量。
在本发明的一个实施例中，所述步骤S3中，根据所述介电特性各项指标对应的标准差得到所述介电特性指标的权重列向量的方法为：将所述介电特性各项指标对应的标准差构成多阶标准差列向量，将所述多阶标准差列向量单位化后，得到所述介电特性指标的权重列向量。
在本发明的一个实施例中，所述步骤S4中，根据所述常规物理特性指标的权重列向量得到常规物理特性的分值的方法为：获取所述常规物理特性指标的权重列向量后，将第一数据样本矩阵乘其对应的权重列向量，即得到所述常规物理特性的分值。
在本发明的一个实施例中，所述第一数据样本矩阵是测试所述常规物理特性得到的测试值。
在本发明的一个实施例中，所述步骤S4中，根据所述介电特性指标的权重列向量得到所述介电特性的分值的方法为：所述介电特性指标的权重列向量后，将第二数据样本矩阵乘其对应的权重列向量，即得到所述介电特性的分值。
在本发明的一个实施例中，所述第二数据样本矩阵是测试所述介电特性特性得到的测试值。
在本发明的一个实施例中，所述综合分值是指常规物理特性的分值与所述介电特性分值的和。
本发明的上述技术方案相比现有技术具有以下优点：
本发明所述的换流变压器用绝缘材料性能评价方法，由于考虑了绝缘材料的常规物理特性和介电特性数据作为基础进行遴选，从而实现了优化绝缘材料性能综合评价的技术效果，进而解决了由于相关技术中在对换流变压器用绝缘材料遴选时，使用的评价方法不够客观、全面并且无大量基础试验数据支撑的问题。
附图说明
为了使本发明的内容更容易被清楚的理解，下面根据本发明的具体实施例并结合附图，对本发明作进一步详细的说明，其中
图1是本发明换流变压器用绝缘材料性能评价方法流程图。
具体实施方式
如图1所示，本实施例提供一种换流变压器用绝缘材料性能评价方法，包括如下步骤：步骤S1：获取换流变压器上绝缘材料的常规物理特性的数据及介电特性的数据；步骤S2：处理所述常规物理特性数据及介电特性数据，然后根据处理后的常规物理特性数据计算所述常规物理特性各项指标对应的标准差，根据处理后的介电特性数据计算所述介电特性各项指标对应的标准差；步骤S3：根据所述常规物理特性各项指标对应的标准差得到所述常规物理特性指标的权重列向量，根据所述介电特性各项指标对应的标准差得到所述介电特性指标的权重列向量；步骤S4：根据所述常规物理特性指标的权重列向量得到常规物理特性的分值，根据所述介电特性指标的权重列向量得到所述介电特性的分值，并根据所述常规物理特性的分值以及所述介电特性的分值确定综合分值。
本实施例所述换流变压器用绝缘材料性能评价方法，所述步骤S1中，获取换流变压器上绝缘材料的常规物理特性的数据及介电特性的数据，由于将绝缘材料的常规物理特性和介电特性数据作为基础进行遴选，从而有利于优化所述绝缘材料性能综合评价的技术效果；所述步骤S2中，处理所述常规物理特性数据及介电特性数据，然后根据处理后的常规物理特性数据计算所述常规物理特性各项指标对应的标准差，根据处理后的介电特性数据计算所述介电特性各项指标对应的标准差，由于各项指标均需要测试多次，因此需计算标准差，而根据各项指标的标准差从而有利于计算各项指标的权重；所述步骤S3中，根据所述常规物理特性各项指标对应的标准差得到所述常规物理特性指标的权重列向量，根据所述介电特性各项指标对应的标准差得到所述介电特性指标的权重列向量，根据所述权重列向量有利于获取分值；所述步骤S4中，根据所述常规物理特性指标的权重列向量得到常规物理特性的分值，根据所述介电特性指标的权重列向量得到所述介电特性的分值，并根据所述常规物理特性的分值以及所述介电特性的分值确定综合分值，由于考虑了绝缘材料的常规物理特性和介电特性，且评价方法客观、全面，因此可以得到更加准确的综合评价。
所述步骤S1中，获取换流变压器上绝缘材料的介电特性的数据包括不同属性下介电特性数据，从而有利于全面的评价其性能。
所述步骤S2中，处理所述常规物理特性数据及介电特性数据的方法为：根据无量纲化和同向化处理所述常规物理特性数据及介电特性数据。其中无量纲化是指为了统一进行数据运算，将不同单位的参数数据去单位处理，其利用的具体公式为：其为含有单位的数值；同向化处理是因为在不同指标中，有些指标数值越大代表性能越好，而有些指标数值越小代表性能越好，因此进行同向化处理，方便比较分析，其利用的具体公式为：其中所述为未经同向化的数值。所述常规物理特性数据及介电特性数据经过上述处理后，得到的数据不具备单位，且具备同向。另外，所述标准差的计算公式为：其中xi为所测指标的数据值，μ为所测指标数据的平均值。
所述步骤S3中，根据所述常规物理特性各项指标对应的标准差获取所述常规物理特性指标的权重列向量的方法为：将所述常规物理特性各项指标对应的标准差构成标准差列向量，将所述标准差列向量单位化后，得到所述常规物理特性指标的权重列向量，如根据所述常规物理特性的四个指标的标准差为x1、x2、X3、X4，则所述常规物理特性指标的权重列向量Ai＝Xi/(x1+x2+x3+x4)。根据所述介电特性各项指标对应的标准差得到所述介电特性指标的权重列向量的方法为：将所述介电特性各项指标对应的标准差构成多阶标准差列向量，将所述多阶标准差列向量单位化后，得到所述介电特性指标的权重列向量，如根据所述介电特性的四个指标的标准差为y1、y2、y3、y4，则所述常规物理特性指标的权重列向量Bi＝yi/(y1+y2+y3+y4)。
所述步骤S4中，根据所述常规物理特性指标的权重列向量得到常规物理特性的分值的方法为：获取所述常规物理特性指标的权重列向量后，将第一数据样本矩阵乘其对应的权重列向量，即得到所述常规物理特性的分值，其中所述第一数据样本矩阵是测试所述常规物理特性得到的测试值。根据所述介电特性指标的权重列向量得到所述介电特性的分值的方法为：所述介电特性指标的权重列向量后，将第二数据样本矩阵乘其对应的权重列向量，即得到所述介电特性的分值，其中所述第二数据样本矩阵是测试所述介电特性特性得到的测试值。所述综合分值是指常规物理特性的分值与所述介电特性分值的和，从而可以全面的评价所述绝缘材料的性能。
本实施例中，所述常规物理特性指标包括：绝缘材料的表面密度，水萃取液电导率，吸油率，聚合度，伸缩率；所述介电特性指标包括：相对介电常数，体积电阻率，表面电阻率，介质损耗。
显然，上述实施例仅仅是为清楚地说明所作的举例，并非对实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。而由此所引伸出的显而易见的变化或变动仍处于本发明创造的保护范围之中。

Claims (10)

1.一种换流变压器用绝缘材料性能评价方法，其特征在于，包括如下步骤：
步骤S1：获取换流变压器上绝缘材料的常规物理特性的数据及介电特性的数据；
步骤S2：处理所述常规物理特性数据及介电特性数据，然后根据处理后的常规物理特性数据计算所述常规物理特性各项指标对应的标准差，根据处理后的介电特性数据计算所述介电特性各项指标对应的标准差；
步骤S3：根据所述常规物理特性各项指标对应的标准差得到所述常规物理特性指标的权重列向量，根据所述介电特性各项指标对应的标准差得到所述介电特性指标的权重列向量；
步骤S4：根据所述常规物理特性指标的权重列向量得到常规物理特性的分值，根据所述介电特性指标的权重列向量得到所述介电特性的分值，并根据所述常规物理特性的分值以及所述介电特性的分值确定综合分值。
2.根据权利要求1所述换流变压器用绝缘材料性能评价方法，其特征在于：所述步骤S1中，获取换流变压器上绝缘材料的介电特性的数据包括不同属性下介电特性数据。
3.根据权利要求1所述换流变压器用绝缘材料性能评价方法，其特征在于：所述步骤S2中，处理所述常规物理特性数据及介电特性数据的方法为：根据无量纲化和同向化处理所述常规物理特性数据及介电特性数据。
4.根据权利要求1所述换流变压器用绝缘材料性能评价方法，其特征在于：所述步骤S3中，根据所述常规物理特性各项指标对应的标准差获取所述常规物理特性指标的权重列向量的方法为：将所述常规物理特性各项指标对应的标准差构成标准差列向量，将所述标准差列向量单位化后，得到所述常规物理特性指标的权重列向量。
5.根据权利要求1所述换流变压器用绝缘材料性能评价方法，其特征在于：所述步骤S3中，根据所述介电特性各项指标对应的标准差得到所述介电特性指标的权重列向量的方法为：将所述介电特性各项指标对应的标准差构成多阶标准差列向量，将所述多阶标准差列向量单位化后，得到所述介电特性指标的权重列向量。
6.根据权利要求1所述换流变压器用绝缘材料性能评价方法，其特征在于：所述步骤S4中，根据所述常规物理特性指标的权重列向量得到常规物理特性的分值的方法为：获取所述常规物理特性指标的权重列向量后，将第一数据样本矩阵乘其对应的权重列向量，即得到所述常规物理特性的分值。
7.根据权利要求6所述换流变压器用绝缘材料性能评价方法，其特征在于：所述第一数据样本矩阵是测试所述常规物理特性得到的测试值。
8.根据权利要求1所述换流变压器用绝缘材料性能评价方法，其特征在于：所述步骤S4中，根据所述介电特性指标的权重列向量得到所述介电特性的分值的方法为：所述介电特性指标的权重列向量后，将第二数据样本矩阵乘其对应的权重列向量，即得到所述介电特性的分值。
9.根据权利要求8所述换流变压器用绝缘材料性能评价方法，其特征在于： 所述第二数据样本矩阵是测试所述介电特性特性得到的测试值。
10.根据权利要求1所述换流变压器用绝缘材料性能评价方法，其特征在于：所述综合分值是指常规物理特性的分值与所述介电特性分值的和。
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