CN105954603A - 一种变压器剩余寿命评估方法 - Google Patents

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周立玮
刘玉
刘航
陈伟根
李剑
杜林�
王飞鹏
周湶
朱文兵
朱孟兆
周加斌
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Abstract

本发明的目的在于提供一种变压器剩余寿命评估方法。该方法考虑了影响变压器寿命的定性信息，构建了变压器剩余寿命特征参量指标体系，并对各指标构造其隶属度函数，再确定各指标参量的权重，结合各指标的隶属度和其权重，计算设备当前状态下的健康状态值，进而计算出待评估设备的剩余寿命。

Description

一种变压器剩余寿命评估方法
技术领域
本发明涉及变压器状态评估技术领域。
背景技术
电力变压器是电网中能量转换、传输的核心，是电网中最重要和最关键的设备之一。变压器一旦发生故障，就有可能导致停电事故的发生，给电力企业自身和用户带来巨大的经济损失，甚至还有可能造成严重的社会后果。
变压器的故障率与其运行年限呈正相关关系，即役龄越高的变压器，故障率越高。目前，国内正在使用的大部分电力变压器的运行年限已超过20年，继续运行发生故障的可能性日益增大，对于这部分变压器，如果可以准确评估该变压器的健康状态，提前预知电力变压器的剩余寿命，并采取相关的有效维护措施，便可对电力变压器的寿命进行优化，即可保证电力系统的可靠运行。因此需要提供一种变压器剩余寿命评估方法。
发明内容
本发明的目的是提供一种变压器剩余寿命评估方法。
为实现本发明目的而采用的技术方案是这样的，一种变压器剩余寿命评估方法，其特征在于，包括以下步骤:
1）建立变压器剩余寿命特征参量指标体系：
1-1）变压器运行历史评分为HI1，满分为1分，评分时：
同类变压器存在不良记录、变压器遭受过操作过电压或变压器遭受过雷击过电压，则扣0.2分；
变压器经历过短期急救负载，则扣0.2分；
变压器遭受过近区的短路冲击、变压器经历过长期的急救周期性负载或变压器温度升高异常，则扣0.3分；
表1运行历史评分表
运行历史 扣分值
同类变压器的不良记录(过负荷、缺陷记录、故障记录、出口短路)情况 0.1
遭受过操作或者雷击过电压；经历过短期急救负载 0.2
遭受过近区的短路冲击；经历过长期的急救周期性负载；变压器温度升高异常（温度升高大于55℃） 0.3
1-2）变压器外观检查情况评分为HI2，满分为1分，评分时：
变压器的油色异常、变压器的声响或气体异常，则扣0.1分；
套管表面存在无损严重的现象或变压器的外壳接地不良，则扣0.2分；
变压器存在渗漏油的情况扣0.3分；
套管存在裂纹、破损或放电的痕迹扣0.5分；
表2 外观检查情况评分表
外观检查 扣分值
变压器的油色异常（油色发黑、透明度差）；变压器的声响与气体异常（变压器出现嗡嗡声、油中气体含量超标） 0.1
套管表面存在轻微裂纹的现象；变压器的外壳接地不良 0.2
变压器存在渗漏油的情况 0.3
套管表面存在明显裂纹、破损，有放电的痕迹 0.5
1-3）变压器不良工况信息评分为HI3，满分为1分，评分时：
变压器所处位置海拔高度达1000米以上或常运行在高温环境，则扣0.1分；
一年45天中运行在雨雪或浓雾环境，一年30天中遭遇大风、大雪、冰雹或寒潮，运作环境存在一定浓度的腐蚀性气体或者尘埃，则扣0.2分；
环境湿度大于90%、环境温度超出规程规定的最高温度+40℃、低于规定的最低温度-25℃或空气污秽等级达到3级及其以上，则扣0.3分；
表3不良工况评分表
运行环境 扣分值
海拔高度达1000米以上；运行在高温环境（超过40℃） 0.1
一年45天中运行在雨雪、浓雾环境；一年30天中遭遇大风、大雪、冰雹、寒潮等；运作环境存在的腐蚀性气体或者尘埃（PM2.5>100ppm PM10>150ppm） 0.2
环境湿度大于90%；环境温度超出或低于规程规定（环境温度高于+40℃或低于-25℃）；空气污秽等级达到3级及其以上 0.3
2）根据三标度法对各指标进行重要程度判定，构建关系矩阵，进而计算指标权重向量，向量值即为各指标的权重；
3）获得待检测变压器特征参数，即获得待检测变压器的HI1、HI2和HI3值；计算待检测变压器健康状态值；
获得与待检测变压器同类型的退役变压器特征参数，即获得退役变压器的HI1退役、HI2退役和HI3退役值；计算退役变压器健康状态值：；
获得与待检测变压器同类型的变压器投运时的特征参数，即获得变压器投运时的HI1投运、HI2投运和HI3投运值；计算变压器投运时的健康状态值：；
4）待检测变压器老化系数为：，其中，n为变压器设计寿命；
一般来说，设备HI=0.95时，表明设备投运时健康状态值，设备HI=0.35时，表明设备退役时健康状态值，变压器一般设计寿命为30年，则可根据式（3）计算设备的老化系数。
5）待检测变压器剩余寿命为：。
本发明的技术效果是毋庸置疑的，该方法考虑了影响变压器寿命的定性信息，构建了变压器剩余寿命特征参量指标体系，并对各指标构造其隶属度函数，再确定各指标参量的权重，结合各指标的隶属度和其权重，计算设备当前状态下的健康状态值，进而计算出待评估设备的剩余寿命。
附图说明
图1是本发明的流程图。
图2是剩余寿命特征参量指标体系。
具体实施方式
下面结合实施例对本发明作进一步说明，但不应该理解为本发明上述主题范围仅限于下述实施例。在不脱离本发明上述技术思想的情况下，根据本领域普通技术知识和惯用手段，做出各种替换和变更，均应包括在本发明的保护范围内。
以某地区一台220kV变压器为例，该台变压器于2002年投运，通过调研，得到该变压器的运行历史、外观检查情况及不良工况情况并填写扣分表如表4所示。
表4 设备状态扣分表
根据上表按照式（2）可计算出该设备当前的HI=0.9×0.3205+0.9×0.3471+0.8×0.3324=0.8668。将其代入式（4）可计算出设备的剩余寿命。

Claims (1)

1.一种变压器剩余寿命评估方法，其特征在于，包括以下步骤:
1)建立变压器剩余寿命特征参量指标体系：
1-1)变压器运行历史评分为HI1，满分为1分，评分时：
同类变压器存在不良记录、变压器遭受过操作过电压或变压器遭受过雷击过电压，则扣0.2分；
变压器经历过短期急救负载，则扣0.2分；
变压器遭受过近区的短路冲击、变压器经历过长期的急救周期性负载或变压器温度升高异常，则扣0.3分；
1-2)变压器外观检查情况评分为HI2，满分为1分，评分时：
变压器的所述油色异常扣、配电变压器的声响或气体异常，则扣0.1分；
套管表面存在无损严重的现象或变压器的外壳接地不良，则扣0.2分；
变压器存在渗漏油的情况扣0.3分；
套管存在裂纹、破损或放电的痕迹扣0.5分；
1-3)变压器不良工况信息评分为HI3，满分为1分，评分时：
变压器所处位置海拔高度达1000米以上或常运行在高温环境，则扣0.1分；
常常运行在雨雪或浓雾环境，常常遭遇大风、大雪、冰雹或寒潮，运作环境存在一定浓度的腐蚀性气体或者尘埃，则扣0.2分；
环境湿度大于90％(25℃)、环境温度超出规程规定的最高温度+40℃、低于规定的最低温度-25℃或空气污秽等级达到3级及其以上，则扣0.3分；
2)根据三标度法对各指标进行重要程度判定，构建关系矩阵，进而计算指标权重向量，所述向量值w1、w2和w3即为各指标的权重；
3)获得待检测变压器特征参数，即获得待检测变压器的HI1、HI2和HI3值；计算待检测变压器健康状态值HI＝HI1·w1+HI2·w2+HI3·w3；
获得与待检测变压器同类型的退役变压器特征参数，即获得退役变压器的HI1退役、HI2退役和HI3退役值；计算退役变压器健康状态值：HI退役＝HI1退役·w1+HI2退役·w2+HI3退役·w3；
获得与待检测变压器所述的同类型的变压器投运时的特征参数，即获得变压器投运时的HI1投运、HI2投运和HI3投运值；计算变压器投运时的健康状态值：HI投运＝HI1投运·w1+HI2投运·w2+HI3投运·w3；
4)待检测变压器老化系数为：其中，n为变压器设计寿命；
5)待检测变压器剩余寿命为：
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