CN108629491B - 一种换流变检修质量综合评估方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种换流变检修质量综合评估方法，综合考量换流变检修后各类检查、测量及试验参数，选用国家标准或行业标准对各检修参数去单位化处理，获取各检修参数的评分，建立并处理联合参数矩阵以计算出基于数据的换流变检修质量评估系数向量；采用判断标度矩阵计算出基于经验的换流变检修质量影响因子向量，取平均值作为换流变检修质量综合评价因子向量，再计入环境、检修人员、检修资料的影响后，计算换流变检修质量综合评分，根据评分结果判断换流变整体检修质量。本发明的评估方法综合考虑换流变检修的多方面检查、试验因素，建立可靠的换流变检修质量综合评估模型，对换流变检修情况进行客观分析和正确评估，使换流变检修向最优化目标逼近。

Description

一种换流变检修质量综合评估方法

技术领域

本发明专利涉及高压直流输电技术领域，具体是一种换流变检修质量综合评估方法。

背景技术

随着高压直流输电系统的发展和建设，承担越来越多输电容量的换流站在电力系统中的地位日趋重要，而换流变压器是整个换流站中最重要和最昂贵的电力设备之一，其运行的安全、可靠性直接影响换流站及主网架的安全与稳定。一旦换流变发生故障就可能引起连锁反应，严重影响整个电力系统的安全稳定运行，造成巨额的经济损失，甚至可能发生灾难性的事故、造成人员伤亡、产生不良的社会影响。所以，提高换流变压器运行的可靠性对整个电网的安全可靠运行具有十分重大的意义。除了在换流变设计制造过程中提高其本身的可靠性外，更关键的是在换流变的运行过程中提高其维护与检修水平。因此如何提高换流变检修质量，保持其良好的技术性能，延长换流变使用寿命，保证其功能的正常发挥对整个换流站乃至电力系统的运行具有重要意义，即有必要对换流变检修质量作出评估。

换流变检修的主要目的是保持其运行性能，提高可靠性，主要包括技术性能和修后使用可靠性，这两方面的性能由多种因素决定，针对已经检修完成及投入运行的换流变，会根据之前的检查、测量、试验结果来初步判断其运行性能及可靠性是否满足运行要求，现有方法主要是结合国家标准和行业标准对在线监测项目指标进行观察，或通过检修期间的单一指标判断其某部分功能是否正常，而单一试验结果并不能完全反应换流变的检修质量及修后状态，各试验指标之间的联系、综合作用关系、多指标之间的累加或累乘作用关系都没有进行考虑，这对换流变检修质量综合评估提出了新的要求。

在换流变检修质量评估过程中，全面考察各观察、测量、试验指标及其之间的综合作用关系，提供一种换流变检修质量综合评估方法很有意义，可以根据评估结果准确评价换流变检修质量，预测其修后可靠性，划分出换流变检修质量控制体系中的重点管控项目，对于检修质量较差的换流变，可以及时采取措施补正检修时遗留的问题，也可以在运行过程中加强监测以避免强迫停运的发生，并在未来的检修工作中予以重点管控。对于其他检修质量等级的换流变，也可以依照相应标准有目的性和选择性的进行状态监测和检修工作，提高检修效率，预防大规模事故发生，对电力系统的安全稳定运行具有重要意义。

发明内容

本发明的目的在于提出一种换流变检修质量综合评估方法，利用已知的换流变检查、测量及试验数据结合环境气象数据、维修人员及维修资料情况，建立的换流变检修质量的数学模型，可以根据评估结果划分出换流变检修质量等级，有目的性和选择性的进行运行维护和在线监测工作，明确检修质量重点管控项目，有效预防因换流变故障造成的直流停运事故，保证换流站处于可靠安全经济的状态下运行。

为了解决上述技术问题，本发明的技术方案如下：

一种换流变检修质量综合评估方法，包括以下步骤：

步骤1：选定换流变等级及换流变型号，查询厂家提供的参数以及该换流变上一次试验结果；

步骤2：提取参评换流变修后的检查、测量及试验参数值；

步骤3：依据国家标准或行业标准，对提取的观察、测量及试验参数值进行百分制去单位化处理并判定各检修参数状态，生成换流变检修质量评分表；

步骤4：以各检修参数的评分为纵列，以各台参评换流变为横列，建立联合参数矩阵，进行关联参数处理，得到基于数据的换流变检修质量评估系数向量；

步骤5：征求专家意见，构造每一位专家的换流变检修质量判断标度矩阵，并检验该矩阵的一致性，如果满足一致性检验条件则该专家的意见保留，否则需将该专家所给出的矩阵舍去；

步骤6：如果该名专家意见保留，则对其给出的矩阵进行处理，得到该专家为各检修参数对检修质量综合评估的影响因子向量，对所有通过一致性检验的专家的影响因子向量求平均值，得到基于经验的换流变检修质量影响因子向量；

步骤7：求取基于数据的换流变检修质量评估系数向量与基于经验的换流变检修质量影响因子向量的平均值，得到换流变检修质量综合评价因子向量；

步骤8：根据检修情况获得环境影响修正因子、检修人员修正因子、检修资料修正因子，计算换流变检修质量综合评分，并根据评分结果判断换流变整体检修质量。

本发明的有益效果是：

(1)本发明可以根据已有的检查、测量和试验数据，并综合考虑检修期间的环境数据、检修人员和检修资料情况以量化的方式反映换流变检修质量，根据对应检修评价等级，可以为换流站工作人员提供有针对性的维护和检修工作指导，明确检修质量管理目标，指导换流变检修工作方向和重点，科学合理地制定换流变检修质量管理决策方案。

(2)本发明初始数据易于取得，数学逻辑严谨可靠，贴近工程实际应用，实用性强，可行性高，同时全面合理地考虑了可能影响检修质量的各项因素，逻辑过程严谨缜密，评估结果具有很高的可靠性和准确性。

(3)本发明可以为换流站检修人员提供换流变检修工作状况，为后续换流变运检工作重点选择、检修质量重点管控项目、时间和人员选择等提供参考。

(4)本发明可以根据检修质量等级评估结果使检修向最优化目标逼近，提高换流变检修质量，保持其良好的技术性能，延长换流变使用寿命，保证其功能的正常发挥，对保证电网的安全、稳定和经济运行具有重大意义，社会和经济效益明显。

附图说明

图1为本发明换流变检修质量综合评估方法的基本流程图。

具体实施方式

为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细的说明。

实施例

如图1所示，本发明的换流变检修质量综合评估方法，主要利用去单位化处理、联合参数矩阵提取影响因子系数的方法，将检修数据与专家经验相结合，建立换流变检修质量综合评估数学模型，并根据评估结果判断并得出换流变整体检修状态，具体步骤如下：

步骤1：选定换流变电压等级及换流变型号，查询厂家提供的参数以及该换流变上一次试验结果；选定的换流变电压等级为±500kV，换流变参数包括额定电压和额定电流，换流变上一次试验结果包括绕组直流电阻、绕组连同套管的绝缘电阻、吸收比或极化指数、铁芯及夹件绝缘电阻、长时感应电压试验及局部放电测量。

步骤2：提取参评换流变修后的检查、测量及试验参数值，该检查、测量及试验参数值共有18个：油箱及附件清洗检查、压力释放器功能检查、油位检查、接地装置检查、套管接头、均压环及金属附件检查、油中溶解气体色谱测量、油中水含量测量、绕组连同套管的绝缘电阻吸收比测量、绝缘油介质损耗因数测量、绕组频率响应测量、铁芯及夹件绝缘电阻测量、绕组直流电阻测量、绕组所有分接开关的电压比测量、绝缘油击穿电压试验、、整体密封性试验、测量装置校验及其二次回路试验、长时感应电压试验及局部放电测量。

步骤3：依据国家标准或行业标准，对提取的观察、测量及试验参数值进行百分制去单位化处理并判定各检修参数状态，生成换流变检修质量评分表：

以6台换流变为例，通过上表可知，换流变具有18项检修参数。

步骤4具体为：

首先以18项检修参数的评分(即上表第3列所对应的数值)为纵列，以6台换流变检修质量为横列，建立联合参数矩阵L：

其中每一个向量对应于一台换流变，包含有18个无单位的检查、测量及试验的得分。

构建评估系数矩阵Y，该评估系数矩阵Y中的元素按下式进行计算：

Y_ij＝E{[L_i-E(L_i)][L_j-E(L_j)]}(i,j＝1,2,…,18)

式中E(X)表示求取X的期望值，评估系数矩阵Y对应于换流变，为18×18阶矩阵。

按如下公式求取评估系数矩阵Y的特征根矩阵及特征向量矩阵：

Yx＝λx

其中，x是特征根λ对应的特征向量；

将求取的特征根λ按从大到小依次记为λ₁,λ₂…λ₁₈，其对应的特征向量x依次为x₁,x₂…x₁₈。

按下式计算与特征根λ相对应的基于数据的换流变检修质量评估系数向量S＝[S₁S₂ … S₁₈]^T：

S_m＝k_mx_m

其中，m＝1,2,…,18。

步骤5：征求专家意见，按每一位专家的意见构造一个18*18阶换流变检修质量影响因子判断标度矩阵P＝[p_ij]_18×18(i,j＝1,2,…,18)，p_ij是以数值形式表达这名专家所认为的p_i对p_j指标间的相对重要性，该标度矩阵元素的取值为1～9内的整数及其倒数。

该名专家给出打分后应对标度矩阵进行一致性检验，以判断专家自己是否保持了思维的一致性，具体方法为，首先计算一致性指标

λ_max为矩阵特征根的最大值，当评价思维完全一致时，λ_max＝18，这时YZ＝0。为进行检验，定义随机一致性比值

式中YP称为平均随机一致性指标，其数值如下表所列，在本实施例中应取YP＝1.6133。

阶数	16	17	18	19	20	21	22
								YP	1.5943	1.6064	1.6133	1.6207	1.6292	1.6385	1.6403

当YS<0.10时，一致性检验通过，该名专家意见可以保留；否则，一致性检验未通过，舍去该名专家的意见。

步骤6：如果该名专家意见保留，则对其给出的标度矩阵每一列进行单位标准化处理：

再将各列单位标准化处理后的判断矩阵按行相加：

然后将向量

单位标准化：

得到该专家为各检测参数对检修质量综合评估的影响因子向量G＝[G₁ G₂ …G₁₈]^T，而后按每项检测参数对所有通过一致性检验的专家的影响因子向量求平均值，得到基于经验的换流变检修质量影响因子向量R＝[R₁ R₂ … R₁₈]^T。

步骤7：将基于数据的换流变检修质量评估系数向量S＝[S₁ S₂ … S₁₈]^T与基于经验的换流变检修质量影响因子向量R＝[R₁ R₂ … R₁₈]^T按每项检测参数分别取平均值，得到未归一化的检修质量综合评价因子向量

其中

再对该向量内所有元素进行归一化处理：

得到换流变检修质量综合评价因子向量W＝[W₁ W₂ … W₁₈]^T。

步骤8：将每项的检修质量综合评价因子乘以该项所得分数，并将所有项加和，再乘以环境影响修正因子K₁、检修人员修正因子K₂以及检修资料修正因子K₃。

其中，环境影响因子修正K₁选取如下表所示：

温度正常，照明条件良好，无噪声，无振动，空气质量优，由于正在下雨湿度较大，因此取环境修正因子K₁＝0.99。

其中，检修人员修正因子K₂选取如下表所示：

计算检修人员修正因子时，2名人员参与换流变检修，第一名检修人员的个人影响因子k′₁＝K₂₁K₂₂K₂₃K₂₄＝1*0.99*1*0.99＝0.99,第二名检修人员的个人影响因子k′₁＝K₂₁K₂₂K₂₃K₂₄＝0.99*1*1*1＝0.99，则检修人员修正因子

其中，检修资料修正因子K₃选取如下表所示：

换流变检修过程中工具资料配套齐全，因此K₃＝1.00。

则有，对应编号为n的换流变检修质量综合评分S_n：

其中，H_m为第m项检修参数的评分，W_m为第m项检修参数的检修质量综合评价因子，n为换流变的编号，S_n的取值范围为[0,100]，根据检修质量综合评分结果判断整体运行状态，S_n具体取值及对应运行状态如下：

上列详细说明是针对本发明可行实施例的具体说明，该实施例并非用以限制本发明的专利范围，凡未脱离本发明所为的等效实施或变更，均应包含于本案的专利范围中。

Claims (2)

1.一种换流变检修质量综合评估方法，其特征在于：包括以下步骤：

步骤1：选定换流变等级及换流变型号，查询厂家提供的参数以及该换流变上一次试验结果；

步骤2：提取参评换流变修后的检查、测量及试验参数值；

步骤3：依据国家标准或行业标准，对提取的观察、测量及试验参数值进行百分制去单位化处理并判定各检修参数状态，生成换流变检修质量评分表；

步骤4：以各检修参数的评分为纵列，以各台参评换流变为横列，建立联合参数矩阵，进行关联参数处理，得到基于数据的换流变检修质量评估系数向量，具体为：

首先以各检修参数的评分为纵列，以各台参评换流变为横列，建立联合参数矩阵L；

假设有n台换流变参加评价，则：

其中，每一个向量对应于一台换流变，每台换流变都包含有t项检修参数的评分；

构建评估系数矩阵Y，该评估系数矩阵Y中的元素按下式进行计算：

Y_ij＝E{[L_i-E(L_i)][L_j-E(L_j)]}(i,j＝1,2,…,t)

式中，E(X)表示求取X的期望值，评估系数矩阵Y对应于换流变，为t×t阶矩阵；

按如下公式求取评估系数矩阵Y的特征根矩阵及特征向量矩阵：

Yx＝λx

其中，x是特征根λ对应的特征向量；

将求取的特征根λ按从大到小依次记为λ₁,λ₂…λ_t，其对应的特征向量x依次为x₁,x₂…x_t；

按下式计算与特征根λ相对应的基于数据的换流变检修质量评估系数向量S＝[S₁ S₂… S_t]^T：

S_m＝k_mx_m

其中，m＝1,2,…,t；

步骤5：征求专家意见，构造每一位专家的换流变检修质量判断标度矩阵，并检验该矩阵的一致性，如果满足一致性检验条件则该专家的意见保留，否则需将该专家所给出的矩阵舍去；

步骤6：如果该名专家意见保留，则对其给出的矩阵进行处理，得到该专家为各检修参数对检修质量综合评估的影响因子向量，对所有通过一致性检验的专家的影响因子向量求平均值，得到基于经验的换流变检修质量影响因子向量，具体为：

如果该名专家意见保留，则对其给出的判断标度矩阵每一列进行单位标准化处理：

再将各列单位标准化处理后的判断矩阵按行相加：

然后将向量

单位标准化：

得到该专家为各检测参数对检修质量综合评估的影响因子向量G＝[G₁ G₂ … G_t]^T，而后按每项检测参数对所有通过一致性检验的专家的影响因子向量求平均值，得到基于经验的换流变检修质量影响因子向量R＝[R₁ R₂ … R_t]^T；

步骤7：求取基于数据的换流变检修质量评估系数向量与基于经验的换流变检修质量影响因子向量的平均值，得到换流变检修质量综合评价因子向量，具体为：

将基于数据的换流变检修质量评估系数向量S＝[S₁ S₂ … S_t]^T与基于经验的换流变检修质量影响因子向量R＝[R₁ R₂ … R_t]^T按每项检测参数分别取平均值，得到未归一化的检修质量综合评价因子向量

其中

再对该向量内所有元素进行归一化处理：

得到换流变检修质量综合评价因子向量W＝[W₁ W₂ … W_t]^T；

步骤8：根据检修情况获得环境影响修正因子、检修人员修正因子、检修资料修正因子，计算换流变检修质量综合评分，并根据评分结果判断换流变整体检修质量，具体为：

环境影响修正因子为K₁，检修人员修正因子为K₂，检修资料修正因子为K₃，通过以下公式计算换流变检修质量综合评分：

其中，H_m为第m项检修参数的评分，W_m为第m项检修参数的检修质量综合评价因子，n为换流变的编号，t为换流变检修参数的数量；

S的取值范围为[0,100]，最后根据评分结果判断换流变整体检修质量。

2.根据权利要求1所述的一种换流变检修质量综合评估方法，其特征在于：步骤5具体为：

按每一位专家的意见构造一个t*t阶换流变检修质量判断标度矩阵P＝[p_ij]_t×t(i,j＝1,2,…,t)，p_ij是以数值形式表达这名专家所认为的p_i对p_j指标间的相对重要性，该判断标度矩阵元素的取值为1～9内的整数及其倒数；

该名专家给出打分后应对判断标度矩阵进行一致性检验，以判断专家自己是否保持了思维的一致性，具体方法为，首先计算一致性指标

λ_max为矩阵特征根的最大值，当评价思维完全一致时，λ_max＝t，这时YZ＝0；

为进行检验，定义随机一致性比值

式中YP称为平均随机一致性指标，YP＝1.6133，当YS<0.10时，一致性检验通过，该名专家意见可以保留；否则，一致性检验未通过，舍去该名专家的意见。

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