CN111160782A - 一种基于巡检和试验内容的配电变压器状态评价方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种基于巡检和试验内容的配电变压器状态评价方法,它包括:步骤1)计算变压器纸绝缘运行状态健康指数HI1;步骤2)计算油化实验健康指数HI2;步骤3)计算附件状况反映的健康指数HI3;步骤4)计算外观状况反映的健康指数HI4;步骤5)计算最终设备健康指数HI;解决了现有技术在对配电变压器的状态评价主要采用采集配电变压器的运行参数以人工判断为主,这存在很大的主观性使得判断结果不准确等技术问题。
Description
技术领域
本发明属于配电设备状态评价领域,尤其涉及一种基于巡检和试验内容的配电变压器状态评价方法。
背景技术
随着配电网规模的发展,配电设备数量的增大,运用状态评价和状态检修方法对设备进行合理化运维有利于提高运维效率,提高设备运行稳定性。配电变压器又是配电设备中最关键的设备之一,因此,对配电变压器制定能体现变压器运行状态的状态评价方法非常重要;现有技术针对配电变压器的状态评价主要采用采集配电变压器的运行参数以人工判断为主,这存在很大的主观性使得判断结果不准确等技术问题。
发明内容
本发明要解决的技术问题是:提供一种基于巡检和试验内容的配电变压器状态评价方法,以解决现有技术在对配电变压器的状态评价主要采用采集配电变压器的运行参数以人工判断为主,这存在很大的主观性使得判断结果不准确等技术问题。
本发明的技术方案是:
一种基于巡检和试验内容的配电变压器状态评价方法,它包括:
步骤1)计算变压器纸绝缘运行状态健康指数HI1;
步骤2)计算油化实验健康指数HI2;
步骤3)计算附件状况反映的健康指数HI3;
步骤4)计算外观状况反映的健康指数HI4;
步骤5)计算最终设备健康指数HI。
在步骤1)中,计算纸绝缘运行状态健康指数的方法包括:
计算时采用特征参数碳氧化合物、糠醛含量、绝缘纸水分含量、丙酮和丁酮来评估整体绝缘老化程度;
(1)碳氧化合物反映的健康指数HI11计算方法如下:
以CO和CO2体积分数量化变压器绝缘老化程度,计算碳氧指标劣化因子得分FCO,然后综合考虑三者的综合加权得分,即CO体积分数,CO2体积分数以及两种气体体积分数的总和,参考劣化得分情况和健康指数值的划分区间,计算相应的健康指数;碳氧化合物反映的健康指数为:
wi分别标识这三种气体的权重值,均为1/3。
(2)糠醛体积分数反映的健康指数HI12为:
Cfur表示为糠醛体积分数;
(3)由绝缘纸中的水含量反映的健康指数HI13
电压等级为110kV时绝缘纸含水量C13所反映的健康指数为:
(4)丙酮反映的健康指数HI14由丙酮的体积分数Cace反应,为:
(5)丁酮反映的健康指数HI15为:
在计算HI时,它表示为五个因子的得分的加权和,即:
当绝缘纸含水量值不为零时,使用层次分析方法,给出含水量、糠醛、碳氧气体、丙酮、丁酮所占的权重值分别为:0.5008,0.2636,0.1276,0.054,0.054,当绝缘纸中没有含水量时,其余四项因子所占的权重值分别为:0.5723,0.2091,0.1093,0.1093。
在步骤2)中,油化实验健康指数HI2的计算方法为:
通过击穿强度,含水量,介电损耗和酸值四个参数并根据健康指数的取值范围结合分段函数用于计算每个测试项目的测试分数Foil(i),因此由油质反映的健康指数是最终油化实验健康指数HI2为:
其中wi所取的值分别为0.4551,0.2629,0.1410,0.1410。
步骤3)中,计算附件状况反映的健康指数HI3计算方法为:巡逻记录中附件的状态包括套管、台架、有载分接开关、冷却与保护系统;参照“国家电网公司配电网状态检修系统标准汇编”的扣除标准,使用的扣分值为百分制,本文采用的健康指数是十分制,在计算时把标准中的扣除项目缩小至原来的十分之一作为附件状况健康指数的组成部分。
步骤4)中计算外观状况反映的健康指数HI4的方法为:巡逻记录中的外观状态包括生锈,接地和铭牌;参考的是国家电网公司的配电网状态检修制度的扣除标准,类似于附件健康指数的获得方法得到外观健康指数的数值。
步骤5)确定最终健康指数HI的方法为:每项对应的权重值由层次分析法得出;如果在计算过程中发现某项的健康指数大于5.5,则设备的最终健康指数即为这几项健康指数中的较大值;如果每一项对应的健康指数都比5.5小,则设备最终健康指数如下
本发明有益效果:
本发明提出的基于巡检和试验内容的配电变压器状态评价方法,能够用相对较少数量和全面的关键特性参数,以确保评估配电变压器运行状态的完整性和全面性。同时,该发明补充主管判断并最大限度地减少人为主管因素的影响;解决了现有技术在对配电变压器的状态评价主要采用采集配电变压器的运行参数以人工判断为主,这存在很大的主观性使得判断结果不准确等技术问题。
附图说明
图1是本发明流程示意图。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施例对本发明提供的基于巡检和试验内容的配电变压器状态评价方法进行详细说明。
如图1所示,本发明提供的基于巡检和试验内容的配电变压器状态评价方法包括按顺序执行的下列步骤:
步骤1)计算变压器纸绝缘运行状态健康指数HI1;
步骤2)计算油化实验健康指数HI2;
步骤3)计算附件状况反映的健康指数HI3;
步骤4)计算外观状况反映的健康指数HI4;
步骤5)计算最终设备健康指数HI。
在步骤1)中,计算纸绝缘运行状态健康指数的方法为:
计算时包括的主要特征参数:碳氧化合物,糠醛含量,绝缘纸水分含量,丙酮和丁酮等来评估整体绝缘老化。
其中,(1)碳氧化合物反映的健康指数HI11计算方法如下:
为了以CO和CO2体积分数量化变压器绝缘老化程度,计算碳氧指标劣化因子得分FCO,然后综合考虑三者的综合加权得分,即CO体积分数,CO2体积分数以及两种气体体积分数的总和,参考劣化得分情况和健康指数值的划分区间,计算相应的健康指数。碳氧化合物反映的健康指数为:
wi分别标识这三种气体的权重值,均为1/3。
(2)糠醛体积分数反映的健康指数HI12为:
Cfur表示为糠醛体积分数。
(3)由绝缘纸中的水含量反映的健康指数HI13。
绝缘纸中的水分含量会严重降低油纸绝缘的电气强度,缩短绝缘寿命。但是,在真实操作中绝缘纸的含水量不易获得。电压等级为110kV时绝缘纸含水量C13所反映的健康指数为:
(4)丙酮反映的健康指数HI14由丙酮的体积分数Cace反应,为:
(5)丁酮反映的健康指数HI15为:
丁酮体积分数Cmek与绝缘老化没有一定的标准,通过统计和分析,得出丁酮体积分数所反映的健康指数公式:
在变压器主绝缘的老化评估中,这五种物质是判断绝缘老化程度的主要根据。在计算HI时,它可以表示为五个因子的得分的加权和,即:
当绝缘纸含水量值不为零时,使用层次分析方法,给出含水量、糠醛、碳氧气体、丙酮、丁酮所占的权重值分别为:0.5008,0.2636,0.1276,0.054,0.054,当绝缘纸中没有含水量时,其余四项因子所占的权重值分别为:0.5723,0.2091,0.1093,0.1093。
在步骤2)中,油化实验健康指数HI2的计算方法为:
绝缘油的性能变化对变压器的运行安全性是有影响的,而且不同的性能参数发生变化时均能从侧面间接体现出变压器的运行情况。包括击穿强度,含水量,介电损耗和酸值四个参数。并根据健康指数的取值范围结合分段函数用于计算每个测试项目的测试分数Foil(i),因此由油质反映的健康指数是最终油化实验健康指数HI2为:
其中wi所取的值分别为0.4551,0.2629,0.1410,0.1410。
步骤3)中,计算附件状况反映的健康指数HI3计算方法为:
巡逻记录中附件的状态包括套管,台架,,有载分接开关,冷却与保护系统等。基本参照“国家电网公司配电网状态检修系统标准汇编”的扣除标准,因其使用的扣分值为百分制,但文中采用的健康指数是十分制,故在具体计算时把标准中的扣除项目缩小至原来的十分之一作为附件状况健康指数的组成部分,如表1所示。
表1
项目 | 最大扣分值 | 项目 | 最大扣分值 |
套管 | 4 | 台架对地安全距离 | 4 |
有载分接开关接头 | 4 | 非电量保护装置 | 3 |
冷却系统 | 4 | 接地电阻 | 3 |
。。。 |
步骤4)中,计算外观状况反映的健康指数HI4的方法为:
巡逻记录中的外观状态包括生锈,接地,铭牌等。主要参考的是国家电网公司的配电网状态检修制度的扣除标准,类似于附件健康指数的获得方法得到外观健康指数的数值,如表2所示。
表2
项目 | 最大扣分值 | 项目 | 最大扣分值 |
标识齐全 | 3 | 油位 | 4 |
污秽 | 4 | 接地引下线 | 4 |
锈蚀 | 3 | 呼吸器硅胶颜色 | 4 |
。。。 |
步骤5)确定最终健康指数HI的方法为:
每项对应的权重值由层次分析法得出。如果在计算过程中发现某项的健康指数大于5.5(状态为较差或很差),则设备的最终健康指数即为这几项健康指数中的较大值;如果每一项对应的健康指数都比5.5小,则设备最终健康指数如下
本实施例中,变电站1号变压器额定电压110kV,型号规格SFZB-31500/110,设计的有效使用年限为40年。运行日期为1985年1月1日,设备运行环境良好,负载率为0.8,没有事故缺陷。相关测试数据见表3-表5。
表3试验数据
一氧化碳 | 二氧化碳 | 氢气 | 甲烷 | 乙烷 | 乙烯 | 乙炔 |
992.57 | 1426.72 | 21.81 | 9.24 | 3.45 | 21.48 | 0.22 |
表4油简化实验数据
微量水份 | 酸值 | 介质损耗 | 击穿电压 | 糠醛体积分数 |
14.1 | 0.0200 | 0.32 | 46.0 | 0.011 |
表5其他实验数据
绝缘纸含水量 | 丙酮 | 丁酮 |
1.4% | 未检出 | 1.11 |
结合专家意见判断矩阵为:
由判断矩阵可求得最大特征值λmax=4.0277,对应的特征向量W为:[0.84050.4698 0.2349 0.1331]。最后并通过了一致性检验。
把最大特征值相应的特征向量进行归一化处理得到各项权重值分别为0.5008,0.2799,0.1400,0.0793。具体分析结果如表6所示。
表6
则设备初始健康指数为:
评价结果是根据当前设备的实验、基础及运行信息得到的,设备健康指数己经快接近老化边缘,设备目前的故障率相对比较低,表明设备的老化常数较小,设备所处的电网环境、外部环境都相对良好,这也和当前设备的真实运行情况是一致的。
Claims (6)
1.一种基于巡检和试验内容的配电变压器状态评价方法,它包括:
步骤1)计算变压器纸绝缘运行状态健康指数HI1;
步骤2)计算油化实验健康指数HI2;
步骤3)计算附件状况反映的健康指数HI3;
步骤4)计算外观状况反映的健康指数HI4;
步骤5)计算最终设备健康指数HI。
2.根据权利要求1所述的一种基于巡检和试验内容的配电变压器状态评价方法,其特征在于:在步骤1)中,计算纸绝缘运行状态健康指数的方法包括:
计算时采用特征参数碳氧化合物、糠醛含量、绝缘纸水分含量、丙酮和丁酮来评估整体绝缘老化程度;
(1)碳氧化合物反映的健康指数HI11计算方法如下:
以CO和CO2体积分数量化变压器绝缘老化程度,计算碳氧指标劣化因子得分FCO,然后综合考虑三者的综合加权得分,即CO体积分数,CO2体积分数以及两种气体体积分数的总和,参考劣化得分情况和健康指数值的划分区间,计算相应的健康指数;碳氧化合物反映的健康指数为:
wi分别标识这三种气体的权重值,均为1/3。
(2)糠醛体积分数反映的健康指数HI12为:
Cfur表示为糠醛体积分数;
(3)由绝缘纸中的水含量反映的健康指数HI13
电压等级为110kV时绝缘纸含水量C13所反映的健康指数为:
(4)丙酮反映的健康指数HI14由丙酮的体积分数Cace反应,为:
(5)丁酮反映的健康指数HI15为:
在计算HI时,它表示为五个因子的得分的加权和,即:
当绝缘纸含水量值不为零时,使用层次分析方法,给出含水量、糠醛、碳氧气体、丙酮、丁酮所占的权重值分别为:0.5008,0.2636,0.1276,0.054,0.054,当绝缘纸中没有含水量时,其余四项因子所占的权重值分别为:0.5723,0.2091,0.1093,0.1093。
4.根据权利要求1所述的一种基于巡检和试验内容的配电变压器状态评价方法,其特征在于:步骤3)中,计算附件状况反映的健康指数HI3计算方法为:巡逻记录中附件的状态包括套管、台架、有载分接开关、冷却与保护系统;参照“国家电网公司配电网状态检修系统标准汇编”的扣除标准,使用的扣分值为百分制,本文采用的健康指数是十分制,在计算时把标准中的扣除项目缩小至原来的十分之一作为附件状况健康指数的组成部分。
5.根据权利要求1所述的一种基于巡检和试验内容的配电变压器状态评价方法,其特征在于:步骤4)中计算外观状况反映的健康指数HI4的方法为:巡逻记录中的外观状态包括生锈,接地和铭牌;参考的是国家电网公司的配电网状态检修制度的扣除标准,类似于附件健康指数的获得方法得到外观健康指数的数值。
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Legal Events
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---|---|---|---|
PB01 | Publication | ||
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SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
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RJ01 | Rejection of invention patent application after publication | ||
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