电力变压器状态评估方法分析论文_卞建鹏,杨静

电力变压器状态评估方法分析论文_卞建鹏,杨静

卞建鹏 杨静

(石家庄铁道大学电气与电子工程学院 石家庄 050043)

摘要:本文分别从国内外状态评估的发展进行了详细的介绍,并着重介绍了状态评估在电力变压器方面的应用。最后指出进行电力变压器状态评估具有重要的实际意义。

关键词:状态评估;电力变压器

1 引言

一般电力变压器状态检修工作可分为两个阶段:状态评估、检修决策。状态评估是状态决策的前提和基础,只有正确的状态评估,才能制定出合理的检修策略,而检修决策则是状态评估的目的。

变压器状态检修的发展与推广,促使局部放电在线监测技术、油中溶解气体分析技术、振动分析法及红外测温技术等状态监测技术迅速发展,为变压器状态评估工作的顺利开展做好了铺垫。计算机软硬件及数字信号处理水平的提高,人工神经网络、专家系统和模糊集理论等综合智能系统的出现,使变压器的状态检修经历了4个发展阶段:

(1)原始的状态检修阶段:只对个别的、分散的变压器状态数据进行简单的处理,并根据经验综合分析,从而大致判断出变压器故障并制定出相应的检修策略。这一阶段,仍以定期检修的方式为主,状态间就只是定期检修的补充,还不能代替定期检修。

(2)初级状态检修阶段:首先初步分析、整理全面汇总所获得的变压器的状态数据(运行数据、预防性试验数据等),然后专家在依据自己的经验对这些状态数据进行分析、判断,最后给出变压器健康状况的说明,并以此制定检修策略。

(3)系统的状态检修阶段:通过在线监测装置,收集在线数据来代替部分停电试验手段,获取更为客观、实际的状态数据,并结合其他状态数据,组成数据集合;利用先进的计算机软件对数据集合进行处理,形成系统的状态数据;在计算机专家辅助判断系统的帮助下,对变压器运行状态进行综合判断,进而制定相应的检修策略。

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(4)完善的状态检修阶段:利用完整的在线监测装置,获取完善、连续的变压器运行数据,并利用计算机系统实时处理这些状态数据;以成熟的专家评估系统对变压器的健康状态进行判断,制定出更加合理的检修对策,这个阶段是变电站综合自动化的一部分,它随着相关技术的发展而发展。

目前,有关变压器检修的研究与应用在国内已经全面展开,但是,在实际的应用中,变压器的检修工作还处于状态检修的第二向第三阶段过度的阶段。

2电力变压器状态评估方法

由于电力变压器的状态检修还处于起步阶段,状态评估又是状态检修的核心部分,所以基于设备自己健康状况的状态评估就显得至关重要。随着科学技术的发展,状态评估问题的顺利解决,状态检修代替计划检修是一种必然趋势,同时也将为电力行业带来巨大的便利和利益。

所以,现在电力变压器的状态评估成了一个重要的研究课题,随着技术的发展,各国都掀起了变压器状态评估热潮,尽管他们各自实现的思路有所区别,但是,我们还是可以根据其所用原理将其方法大致分为以下几类:

(1)神经网络法:此方法具有强大的自学能力和数据处理能力,它能够模拟人脑组织结构和人类认知的信息处理过程,能够映射高度非线性的输入、输出功能,可以很好地逼近状态信息到电力设备运行状态的映射,所以在电力设备状态评估中具有广泛的应用,但是,神经网络应用于状态评估存在自身固有的缺陷,主要是如何选取输入矢量和训练样本集规模过大的问题。

(2)证据推理法:“证据”通俗来讲就是知识和经验,针对具体的某一命题,根据相应的原则确定出证据对它的支持程度,再根据证据合成规则,计算出它们共同作于每一命题的支持程度。证据理论能够有效地综合各种知识,形成综合的评价,它是一种重要的不确定推理方法,在变压器运行状态评估中具有一定的成果。

(3)设备打分法:根据设备的相关资料对设备的状态进行打分评估,分值区域定为0-100分。该方法打破了“好”或“不好”的是非制,具有一定的优势;但在打分过程中,给定的分值具有一定的模糊性,区域划分也具有一定的绝对性,并且也没考虑个别因素对目标影响程度的差异,还有待于进一步完善。

(4)模糊综合评判方法:该方法是以模糊数学为基础,应用模糊关系合成的原理,将一些边界不清、不易定量的因素定量化,从多个角度对被评价事物隶属等级状况进行综合性评估的一种方法,变压器状态评估是一个多因素共同作用的结果,而各种因素对整个系统的影响又带有一定的模糊性,因此模糊数学的方法具有一定的实际意义;但是,该方法隶属度的确定与领域专家的专业知识水平密切相关,有一定的缺陷。

(5)物元理论法:物元理论有两个支柱,一个是研究事物变化的条件、规律及可变性;另一个是建立在可拓集合的基础上的数学工具。该方法以促进事物转化、解决不相容问题为核心,从定性和定量两个角度对事物的状态进行描述。此法简单,可有效运用于实际系统中。

3 结论

分析电力变压器状态评估的背景和意义,指出了状态评估在状态检修体制中的优点。在介绍状态检修发展历程的基础上,概括性地描述了变压器状态评估的研究现状和方法。

基金资助项目:国家自然科学基金(51307112);河北省高校青年拔尖人才计划项目(BJ2014054)。

论文作者:卞建鹏,杨静

论文发表刊物:《电力设备》第02期供稿

论文发表时间:2015/9/21

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