CN105095621A - 一种变压器在线运行状态评价方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种变压器在线运行状态评价方法，该方法主要包括以下步骤：1)获取变压器的历史、实时和未来三态运行数据，然后进行分类整合；2)建立变压器的评价模型；3)按分层分区原则将评价指标分成六大类二十五个子指标，基于运行数据分别计算各子指标；4)基于层次分析法计算得到一个综合指标来评价变压器在线运行状态。本发明的方法提出了基于变压器运行数据的综合评价指标的计算方法，量化了影响变压器运行的各类因素，全面评估了变压器在线运行状态，保证了变压器的安全经济运行。

Description

一种变压器在线运行状态评价方法

技术领域：

本发明涉及一种变压器评价方法，更具体涉及一种变压器在线运行状态评价方法。

背景技术：

变压器是电力系统的重要一次设备，也是工业生产、人民生活中一种应用极为广泛的电气设备。它利用电磁感应的原理，实现不同等级的电流、电压的转换。一般来说，从发电、供电一直到用电需要经过3-5次变压过程。一旦变压器出现故障，尤其是关键的大型主变，将会造成重大的经济损失和社会影响。虽然变压器价格昂贵，但其故障所带来的经济损失可能远远超过设备本身的价格。电力设备的故障对电网的冲击所产生的附加损失包括工厂生产的突然中断、交通或医疗设施的断电等，而这些附加的损失往往会大大超出电力设备本身的价值，使故障所引发的后果严重化和扩大化。更严重的情况下，会致使某些电力储备不足的企业工厂生产崩溃，甚至可能会造成人员的伤亡。

所以保证电力设备安全、稳定、高效的运行，对提高国家安全性、保护工业企业利益以及人民财产安全都具有十分重要的意义和不可忽视的作用。大型高压输变电设备尤其是变压器，是保证供电可靠性的基础，也是电力安全生产的根本保证。

目前对变压器运行状态的研究集中主要在两个方面：一是通过对变压器油中气体分析、局部放电等信息进行在线监测，分析评估变压器状态，为运检部门提供检修策略；二是基于变压器的潮流数据和运行状态，研究变压器安全、经济的运行方式，为调度运行人员提供辅助决策。这些对变压器运行状态的研究更偏重于变压器的实时状态，给出的策略一般是建议性的决策，而变压器的历史、未来状态与实时状态有着内在的关联，同时也需要一个定量的数据来对变压器在线运行状态定性评估。因此，需要对变压器在线运行状态进行全面的评价，给出一个综合评价指标。

发明内容：

本发明的目的是提供一种变压器在线运行状态评价方法，该方法全面评估了变压器在线运行状态，保证了变压器的安全经济运行。

为实现上述目的，本发明采用以下技术方案：一种变压器在线运行状态评价方法，所述方法包括以下步骤：

(1)整合获取到的变压器的运行数据；

(2)建立变压器的评价模型；

(3)确定各类评价指标；

(4)确定综合指标来评价变压器在线运行状态。

本发明提供的一种变压器在线运行状态评价方法，所述步骤(1)中的运行数据包括变压器的历史数据、实时数据和未来数据；所述历史数据包括设备信息和运检信息；所述实时数据包括监测信息和运行数据；所述未来数据为计划数据。

本发明提供的一种变压器在线运行状态评价方法，所述历史数据通过设备管理系统和调度管理系统获取，反映所述变压器的优劣性和可靠性；所述实时数据通过在线监测系统和实时监控系统获取，反映所述变压器的安全性和经济性；所述未来数据通过调度计划系统获取，反映所述变压器的操作性和持续性。

本发明提供的另一优选的一种变压器在线运行状态评价方法，所述步骤(2)评价模型包括设备模型、检修模型、状态模型、运行模型和计划模型；所述设备模型包括变压器类型、基准电压、额定容量、短路电压、短路损耗、空载损耗和中性点接地方式；所述检修模型包括投运记录、试验记录、检修记录、缺陷记录、反措记录和部件更换记录；所述状态模型包括本体状况、冷却系统、在线滤油、排油注氮消防系统和本体内部状况；所述运行模型包括潮流数据、主变的运行方式、操作记录、运行环境、温升情况、保护配置及运行情况；所述计划模型包括母线负荷预测数据、发电计划和检修计划。

本发明提供的再一优选的一种变压器在线运行状态评价方法，所述步骤(3)评价指标分为六个性能指标，所述性能指标包括二十五个子指标；所述性能指标为优劣性指标、可靠性指标、经济性指标、安全性指标、操作性指标和持续性指标。

本发明提供的又一优选的一种变压器在线运行状态评价方法，所述优劣性指标包括技术性能指标、检修指标和事故或异常率指标；所述可靠性指标包括设备故障指标、内部异常指标、排油注氮指标、冷却系统指标和在线滤油指标；所述经济性指标包括经济运行指标、电压合格率指标和无功优化指标；所述安全性指标包括潮流越限指标、断面越限指标、N-1安全指标、短路电流指标、瓦斯保护指标和差动保护指标；所述操作性指标包括N-1校验指标、操作影响指标、操作次数指标、接线方式指标和并列运行指标；所述持续性指标包括未来安全指标、未来经济指标和未来操作指标。

本发明提供的又一优选的一种变压器在线运行状态评价方法，所述优劣性指标通过设备信息和运检信息分析计算得到；所述可靠性指标通过运检信息和监测信息分析计算得到；所述经济性指标通过设备信息和运行数据分析计算得到；所述安全性指标通过监测信息和运行数据分析计算得到；所述操作性指标通过运行数据和计算数据分析计算得到；所述持续性指标通过运行数据和计算数据分析计算得到。

本发明提供的又一优选的一种变压器在线运行状态评价方法，所述步骤(4)通过层次分析法确定综合指标来评价变压器在线运行状态。

本发明提供的又一优选的一种变压器在线运行状态评价方法，所述层次分析法步骤为：

(4-1)分别对每一种所述性能指标下的子指标构建判断矩阵，对各所述子指标之间进行两两对比之后，按1-9标度法排定各子指标的相对优劣顺序；

(4-2)计算判断矩阵中每一行各标度数据的几何平均值，归一化处理后确定各所述子指标的权重系数；

(4-3)根据各子指标的权重系数计算出每一种所述性能指标；

(4-4)重复所述步骤(4-1)至(4-3)得到一个综合指标。

和最接近的现有技术比，本发明提供技术方案具有以下优异效果：

1、本发明对变压器在线运行状态的评价方法,整合了历史、实时和未来三态运行数据，建立了详细的评价模型，量化了影响变压器在线运行的各种因素，给出了评价变压器运行状态的综合指标；

2、本发明解决了因变压器运行状态信息繁杂而无法准确评定运行状态的问题，以一个定量的综合指标数据实现了对变压器在线运行状态定性分析；

3、本发明实现了对变压器在线运行状态的全面评估，为调度运行人员提供了直观的在线状态评价指标；

4、本发明便于及时发现和处理变压器运行问题，保证了变压器的安全经济稳定运行；

5、本发明为检测变压器故障奠定了基础。

附图说明

图1为本发明的方法流程图；

图2为本发明的变压器在线运行数据示意图；

图3为本发明的变压器评价模型示意图；

图4为本发明的评价指标示意图。

具体实施方式

下面结合实施例对发明作进一步的详细说明。

实施例1：

如图1-4所示，本例的发明变压器在线运行状态评价方法的步骤如下：

(1)整合变压器运行数据：

变压器运行数据包括历史、实时和未来三态数据。历史数据包括设备信息和运检信息，可以通过设备管理系统和调度管理系统获取，主要反映变压器的优劣性和可靠性。实时数据包括监测信息和运行数据，可以通过在线监测系统和实时监控系统获取，主要反映变压器的安全性和经济性。未来数据为计划数据，可以通过调度计划系统获取，主要反映变压器的操作性和持续性。

(2)生成评价模型：

变压器的评价模型包括设备、检修、状态、运行和计划五部分模型。设备模型包括变压器类型、基准电压、额定容量、短路电压、短路损耗、空载损耗、中性点接地方式等。检修模型包括投运记录、试验记录、检修记录、缺陷记录、反措记录、部件更换记录等。状态模型包括本体状况、冷却系统、在线滤油、排油注氮消防系统、本体内部状况等。运行模型包括潮流数据、主变的运行方式、操作记录、运行环境、温升情况、保护配置(瓦斯、差动)及运行情况等。计划模型包括母线负荷预测数据、发电计划、检修计划等。

(3)计算各类指标：

变压器的评价指标可以划分为优劣性、可靠性、经济性、安全性、操作性和持续性六大类性能指标，具体包括二十五个子指标。优劣性指标包括技术性能指标、检修指标和事故或异常率指标，可以通过设备信息和运检信息分析计算得到。可靠性指标包括设备故障指标、内部异常指标、排油注氮指标、冷却系统指标和在线滤油指标，可以通过运检信息和监测信息分析计算得到。经济性指标包括经济运行指标、电压合格率指标和无功优化指标，可以通过设备信息和运行数据分析计算得到。安全性指标包括潮流越限指标、断面越限指标、N-1安全指标、短路电流指标、瓦斯保护指标和差动保护指标，可以通过监测信息和运行数据分析计算得到。操作性指标包括N-1校验指标、操作影响指标、操作次数指标、接线方式指标和并列运行指标，可以通过运行数据和计算数据分析计算得到。持续性指标包括未来安全指标、未来经济指标和未来操作指标，可以通过运行数据和计算数据分析计算得到。

(4)综合评价：

综合评价过程引入了层次分析法，基于已分层分类的各指标进行聚合。首先分别对每一大类下的子指标构建判断矩阵，对各子指标之间进行两两对比之后，按1-9标度法排定各子指标的相对优劣顺序。其次计算判断矩阵中每一行各标度数据的几何平均值，归一化处理后确定各子指标的权重系数。然后根据各子指标的权重系数计算出每一大类性能指标。重复前两步过程，对六大类性能指标构建判断矩阵，计算各类指标的权重系数，最终计算得到一个综合指标。最后应该说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非对其限制，尽管参照上述实施例对本发明进行了详细说明，所属领域的普通技术人员应当理解：依然可以对本发明的具体实施方式进行修改或者等同替换，而未脱离本发明精神和范围的任何修改或者等同替换，其均应涵盖在本权利要求范围当中。

Claims (9)

1.一种变压器在线运行状态评价方法，其特征在于：所述方法包括以下步骤：

(1)整合获取到的变压器的运行数据；

(2)建立变压器的评价模型；

(3)确定各类评价指标；

(4)确定综合指标来评价变压器在线运行状态。

2.如权利要求1所述的一种变压器在线运行状态评价方法，其特征在于：所述步骤(1)中的运行数据包括变压器的历史数据、实时数据和未来数据；所述历史数据包括设备信息和运检信息；所述实时数据包括监测信息和运行数据；所述未来数据为计划数据。

3.如权利要求2所述的一种变压器在线运行状态评价方法，其特征在于：所述历史数据通过设备管理系统和调度管理系统获取，反映所述变压器的优劣性和可靠性；所述实时数据通过在线监测系统和实时监控系统获取，反映所述变压器的安全性和经济性；所述未来数据通过调度计划系统获取，反映所述变压器的操作性和持续性。

4.如权利要求1所述的一种变压器在线运行状态评价方法，其特征在于：所述步骤(2)评价模型包括设备模型、检修模型、状态模型、运行模型和计划模型；所述设备模型包括变压器类型、基准电压、额定容量、短路电压、短路损耗、空载损耗和中性点接地方式；所述检修模型包括投运记录、试验记录、检修记录、缺陷记录、反措记录和部件更换记录；所述状态模型包括本体状况、冷却系统、在线滤油、排油注氮消防系统和本体内部状况；所述运行模型包括潮流数据、主变的运行方式、操作记录、运行环境、温升情况、保护配置及运行情况；所述计划模型包括母线负荷预测数据、发电计划和检修计划。

5.如权利要求1所述的一种变压器在线运行状态评价方法，其特征在于：所述步骤(3)评价指标分为六个性能指标，所述性能指标包括二十五个子指标所述性能指标为优劣性指标、可靠性指标、经济性指标、安全性指标、操作性指标和持续性指标。

6.如权利要求5所述的一种变压器在线运行状态评价方法，其特征在于：所述优劣性指标包括技术性能指标、检修指标和事故或异常率指标；所述可靠性指标包括设备故障指标、内部异常指标、排油注氮指标、冷却系统指标和在线滤油指标；所述经济性指标包括经济运行指标、电压合格率指标和无功优化指标；所述安全性指标包括潮流越限指标、断面越限指标、N-1安全指标、短路电流指标、瓦斯保护指标和差动保护指标；所述操作性指标包括N-1校验指标操作影响指标、操作次数指标、接线方式指标和并列运行指标；所述持续性指标包括未来安全指标、未来经济指标和未来操作指标。

7.如权利要求6所述的一种变压器在线运行状态评价方法，其特征在于：所述优劣性指标通过设备信息和运检信息分析计算得到；所述可靠性指标通过运检信息和监测信息分析计算得到；所述经济性指标通过设备信息和运行数据分析计算得到；所述安全性指标通过监测信息和运行数据分析计算得到；所述操作性指标通过运行数据和计算数据分析计算得到；所述持续性指标通过运行数据和计算数据分析计算得到。

8.如权利要求1所述的一种变压器在线运行状态评价方法，其特征在于：所述步骤(4)通过层次分析法确定综合指标来评价变压器在线运行状态。

9.如权利要求8所述的一种变压器在线运行状态评价方法，其特征在于：所述层次分析法步骤为：

(4-1)分别对每一种所述性能指标下的子指标构建判断矩阵，对各所述子指标之间进行两两对比之后，按1-9标度法排定各子指标的相对优劣顺序；

(4-2)计算判断矩阵中每一行各标度数据的几何平均值，归一化处理后确定各所述子指标的权重系数；

(4-3)根据各子指标的权重系数计算出每一种所述性能指标；

(4-4)重复所述步骤(4-1)至(4-3)得到一个综合指标。