（山东核电有限公司 265116）
摘要 大型变压器具有着运行参数多、内部结构复杂的特征。在传统方式中，很难获得可信、准确的评价结果。在本文中，将就基于层次分析法的大型变压器状态评价量化方法进行一定的研究。
关键词：层次分析法；大型变压器；状态评价；量化方法；
1 引言
在变压器状态维修中，变压器的状态评价是非常重要的一项工作内容，将对设备状态维修的项目安排以及内容产生影响，且会影响到电网企业的运行稳定性以及获得的效益。正是基于该种特征，在设备维修工作中，对变压器的运行状态进行评价则成为了关键性的一项工作。随着近年来我国电网规模的扩大、管理需求的提升，输变电设备状态评价工作也被越来越多的电力企业所关注。但由于大型电力变压器所具有的影响参数多以及结构较为复杂的特点，目前还没有形成统一的量化评价方式以及评价指标体系。对此，就需要能够建立起一种可信度高、适用性强的变压器状态评价方式，能够在对设备状态信息综合反映的同时对电压器的状态量化评价进行实现。
2 设备健康状态及评价体系
2.1 设备健康状态
对于设备来说，健康状态是其运行效果的一项重要保障，其在实际生产中所体现出的生产能力、技术规格以及结构特性都同人的健康状态一样，能够对实际运行中的不同方面状态进行体现。对此，我们可以将设备运行状态看做是能够对预期功能进行实现或者对其运行能力大小进行评定的一种方式。根据可靠性维修理论，我们可以了解到，设备状态在现行环境下统其特定性能的能力保持具有着积极的对应特点。对此，我们则可以在此基础上将设备健康进一步看做是设备在现行环境条件下，对自身运行能力进行保持的程度，并将这部分特定性能以不同的状态参量进行标识。对此，则可以通过健康值的应用对部件或者设备的状态进行标识，具体表达式为：
其中，括号内为设备的状态参量，HV则为目标零部件或者设备的健康值，可以根据设备的问题描述情况对具体取值范围进行规定。
2.2 状态评价体系
在对变压器设备状态进行评价时，我们可以根据《油浸式变压器（电抗器）状态评价导则》将变压器健康情况分为以下几个状态：注意状态、异常状态、严重状态以及正常状态。在开展状态评估工作中，首先需要组织相关专业人员对变压器设备的不同状态参量进行评分，并以扣分制形式对状态参量进行计算。对于其中的一个状态参量来说，如果经过观察发现其状态良好，则不需要进行扣分；如果经过观察发现其状态存在着劣化情况，则需要由评估人员根据其劣化的严重程度适当的进行扣分，并将单个状态参量的扣分标准控制在100分以内。在状态参量最终分支中，其大小情况则由权重同扣分制的乘积共同进行决定。变压器的状态评价覆盖面，则可以分为整体以及部件这两个部分，在对变压器部位故障。功能故障以及状态影响因素进行综合考虑的基础上将变压器分为绕组、套管、分解开关、冷却系统、非电量保护以及器身这几个部分。在实际对部件进行评价时，则需要在对单项状态参量部件以及扣分情况综合考虑的情况下进行扣分。
在对部件进行评价的基础上，需要在对部件评价结果进行全面综合的基础上开展整体评价，即当其中所有的部件都处于正常状态时，整体评价结果也将为正常状态。而如果其中的一个部件为注意、严重或者异常状态，所获得的整体评价结果则根据情况逐渐严重。
3 层次分析法量化分析
3.1 基本原理
在层次分析法中，其在将问题层次化之后根据总目标以及性质情况将问题分为为准则层、指标层以及目标层，并通过下层对上层的重要层度对因子的权重进行评价。
3.2 量化分析方式
在实际进行量化分析时，主要具有以下几个步骤：第一，层次分析结构模型。根据评价对象情况，则可以将原本复杂的问题分解为不同的子组成部分，并将其根据自身属性的不同分为不同的小组，以此对不同的层次进行形成。之后，则可以通过框图方式的应用对层次的结构以及不同因素间所具有的从属关系进行说明；第二，层次判断矩阵构建。对于指标层以及准则层的影响因子，需要在根据相对重要性的基础上根据已有经验对其进行两两比较，给出相应的定性判断矩阵。重要性标度方面，需要使用1、3、5、7、9标度分为对相同重要性、较为重要、十分重要、强烈重要以及极端重要的情况进行标示；第三，层次总排序。指标层对准则层权重向量与准则层对目标层的权重向量之内积就是最终所求的各状态参量的权重。
4 应用方式
4.1 状态量评价模型建立
根据我们上述情况的确定与分析，在遵循功能相关原则的基础上，我们可以将大型电力变压器对评价层次结构体系进行建立，如下图所示：
4.2 状态参量权重量化
根据变压器状态指标体系内容的层次分析法以及层次分析模型要求，我们通过专家咨询法的使用对不同指标判断矩阵给出，并对其进行一致性检验。不同指标所具有的一致性检验方式以及判断矩阵方式相同。首先，使用MATLAB矩阵命令对矩阵的特征向量以及最大特征值进行计算，并进行一致性检验，获得其特征向量以及最大特征根。经过计算后，则能获得一致性指标以及一致性比例，经过判断，发现矩阵在对一致性要求进行满足之后，则可以对特征向量进行归一化处理，以此状态评价过程中不同部件自身权重的大小。之后，则可以在层次分析方式的相关要求下对同一层中所有元素对于最高层相对重要性的排序权值进行计算，并对不同层次指标进行排序。通过该种方式，则能够计算出不同指标同变压器总目标相对应的权重，并将所有指标权重计算后进行综合处理与排序。
5 结束语
在上文中，我们对基于层次分析法的大型变压器状态评价量化方法进行了一定的研究，在对大型变压器结构特征进行联系的基础上，通过层次分析评价理论的应用对系统评价模型以及评价方式进行了建立。其中，我们也将设备健康状态情况定义为综合实现状态在现行环境下对特定性能保持的能力程度，通过这部分健康指标的科学利用，则能够完成对变压器健康状态的综合评价。
参考文献
[1]李辉,胡姚刚,唐显虎,刘志详.并网风电机组在线运行状态评估方法[J].中国电机工程学报.2010(33):123-126.
[2]宾光富,李学军,DHILLONBalbir-S,楚万文.基于模糊层次分析法的设备状态系统量化评价新方法[J].系统工程理论与实践.2010(04):99-103.
论文作者:刘龙跃
论文发表刊物:《电力设备》2015年第10期供稿
论文发表时间:2016/4/26
标签：状态论文; 评价论文; 变压器论文; 参量论文; 层次论文; 设备论文; 权重论文; 《电力设备》2015年第10期供稿论文;