CN111784178A - 一种基于多源信息融合的配电变压器状态评估方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种基于多源信息融合的配电变压器状态评估方法，通过以下步骤对配电变压器进行状态评估：首先通过对配电原始资料、运行资料、检修资料、相关反措执行资料的数据进行收集汇总；参照配电变压器部件的划分原则以及防雷手段的相关考虑对配电变压器各部分进行分类，筛选出各部分的评估状态量，构建评估状态量体系；根据相关导则获取状态量权重与状态量劣化程度，对单项状态量进行扣分；划分模糊评价状态集，制定状态评估细则和状态得分细则，根据扣分情况对配电变压器各部分及整体的状态进行判断和得分判断。

Description

一种基于多源信息融合的配电变压器状态评估方法
技术领域
本发明属于电力设备状态评估技术领域，尤其涉及一种基于多源信息融合的配电变压器状态评估方法。
背景技术
如今配电变压器已经广泛用于大型高层建筑、商务中心、剧院、医院、机场等重要的场所，成为了我们生活中不开或缺的一部分，一旦配电变压器出现故障，就会严重的影响到我们的正常生活秩序，对我们的生命、财产安全带来重大的威胁。配电变压器的状态评估不仅是状态检修的重要基础，还是配电变压器进行故障预测和故障诊断的前提，对配电变压器的运行状态进行精准把控尤为必要。目前，国内外针对配电变压器的状态评估方法，大多使用少量监测信息进行状态评估，但在配电变压器发生故障时，反映出来的问题往往不是单一状态量指标偏离正常数据，而是众多状态量指标偏离的综合体现。如何进行更为精确的配电变压器状态评估成为了近年来学者研究的热点。
发明内容
针对现有技术存在的不足，本发明提出一种基于多源信息融合的配电变压器状态评估方法，根据多维度信息进行分析，对配电变压器的状态进行精准判断，以便维修人员可以及时发现存在安全隐患的变压器，保障配电变压器的运行安全。
为实现上述目的所采取技术方案是：
一种基于多源信息融合的配电变压器状态评估方法，包括以下步骤：
步骤一：对配电原始资料、运行资料、检修资料、相关反措执行资料的数据进行收集汇总；
步骤二：参照配电变压器部件的划分原则以及防雷手段的相关考虑对配电变压器各部分进行分类，筛选出各部分的评估状态量，构建评估状态量体系；
步骤三：根据相关导则获取状态量权重与状态量劣化程度，对状态量进行扣分；
步骤四：划分模糊评价状态集，制定状态评估细则和状态得分细则，根据扣分情况对配电变压器各部分及整体的状态进行判断和得分判断。
在步骤一中，采集配电原始资料、运行资料、检修资料、相关反措执行资料的数据包含设备巡检记录、维护记录、跳闸记录、在线监测、带电监测数据、离线试验数据及反措执行等数据信息。
在步骤二中，所述对配电变压器部份进行分类，分类结果如下：将配电变压器分为本体、套管、冷却系统、分接开关、非电量保护和二次回路、接地与消防等6个部分。
在步骤二中，所述各部分的评估状态量如下，其中本体包含油中溶解气体分析、局部放电检测、振动及噪声、铁心接地电流、油枕密封、运行油位、渗油、表面锈蚀、呼吸器、运行油温、压力释放、气体继电器、油介质损耗因数、油击穿电压、绕组直流电阻、绕组电容量、绕组绝缘电阻、铁心和夹件及铁心对夹件的绝缘电阻、绕组介质损耗因数、短路阻抗测试、绕组电压比、空载电流、空载损耗测量值、绕组直流泄漏电流、绝缘油微水、绝缘油颗粒度以及油泥与沉淀物、变压器过负荷、磁屏蔽、过电流试验、残气检查、过励磁、过励磁、反措执行等状态量，套管包括外绝缘、外观、油位指示、绝缘电阻、介质损耗因素、电容量、油中溶解气体分析、红外测温(套管柱头)、红外测温(套管本体)、局部放电、反措执行等状态量，冷却系统包括电机运行、冷却装置控制系统、冷却装置散热效果、渗油、漏油、油路系统波纹管、反措执行等状态量，分接开关包括分接位置、操作机构、传动机构、限位装置、锈蚀、反措执行等状态量，非电量保护和二次回路包括温度计、油位指示计、压力释放阀、气体继电器、压力继电器、压力突发继电、油流继电器、分接开关位置远方与就地指示一致性、防雨措施、二次回路、反措执行等状态量，接地与消防包括主要组件短路接地、设备接地、基础固定、感温装置、事故油坑、事故油池、反措执行等状态量。
在步骤二中，所述评估状态量体系包括配电变压器各部分分类、状态量名称、判断依据等三个部分。
在步骤三中，所述状态量扣分计算，方法如下：
Di＝wi·di i＝0,1,2,3,…
其中，Di表示第i项状态量扣分值，wi表示第i项状态量的权重系数，di表示第i项状态量的劣化程度对应的分值。
在步骤四中，所述模糊评价状态集为{正常，注意，异常，严重(严重 1级，严重2级，严重3级)}，状态对应的模糊分值如下，即正常：100- 90、注意：90-70、异常：70-50、严重：50-0。
在步骤四中，所述状态评估细则分成两点进行判断，第一点为各部分评价细则，内容是当某一个部分的指标项合计扣分(或单项扣分)达到某一限值时，便可对应这一部分相应的状态；第二点为整体评价，整体评价综合各部分最严重情况进行考虑。
在步骤四中，所述状态得分细则综合了扣分情况以及状态情况进行分析，具体方法如下：
Pi＝100·(1-Ai/Bi)·ai+Sj·bj i＝0,1,…,6j＝0,1,2…,5
其中，Pi表示第i个部分(或整体)的得分值，Ai表示第i个部分(或整体)的实际扣分值，Bi表示第i个部分(或整体)的理论最大扣分值，ai表示第i个部分(或整体)扣分情况对应的权重值，Sj为第j种状态约束下的分值， bj第j种状态情况对应的权重值。
本发明具有如下优点：
本发明通过对配电原始资料、运行资料、检修资料、相关反措执行资料的数据进行收集汇总；参照配电变压器部件的划分原则以及防雷手段的相关考虑对配电变压器各部分进行分类，有效地筛选出各部分的评估状态量，构建精准的评估状态量体系；并通过状态量权重与状态量劣化程度的交叉融合，对单项状态量进行扣分，获得清晰的状态量评价；然后划分模糊评价状态集，制定完备的状态评估细则和状态得分细则，从而对配电变压器各部分及整体的状态进行精确判断。
附图说明
图1为本发明中一种基于多源信息融合的配电变压器状态评估方法流程图；
具体实施方式
下面结合附图以及具体实施方式对本发明作进一步详细说明；
本发明为一种基于多源信息融合的配电变压器状态评估方法，包括以下步骤：
步骤一：通过对配电原始资料、运行资料、检修资料、相关反措执行资料的数据进行收集汇总；其中具体数据包含设备巡检记录、维护记录、跳闸记录、在线监测、带电监测数据、离线试验数据及反措执行等数据信息。
步骤二：参照配电变压器部件的划分原则以及防雷手段的相关考虑对配电变压器各部分进行分类，筛选出各部分的评估状态量，构建评估状态量体系；
变压器各部份分类结果如下：将配电变压器分为本体、套管、冷却系统、分接开关、非电量保护和二次回路、接地与消防等6个部分；各部分的评估状态量如下，其中本体包含油中溶解气体分析、局部放电检测、振动及噪声、铁心接地电流、油枕密封、运行油位、渗油、表面锈蚀、呼吸器、运行油温、压力释放、气体继电器、油介质损耗因数、油击穿电压、绕组直流电阻、绕组电容量、绕组绝缘电阻、铁心和夹件及铁心对夹件的绝缘电阻、绕组介质损耗因数、短路阻抗测试、绕组电压比、空载电流、空载损耗测量值、绕组直流泄漏电流、绝缘油微水、绝缘油颗粒度以及油泥与沉淀物、变压器过负荷、磁屏蔽、过电流试验、残气检查、过励磁、过励磁、反措执行等状态量，套管包括外绝缘、外观、油位指示、绝缘电阻、介质损耗因素、电容量、油中溶解气体分析、红外测温(套管柱头)、红外测温(套管本体)、局部放电、反措执行等状态量，冷却系统包括电机运行、冷却装置控制系统、冷却装置散热效果、渗油、漏油、油路系统波纹管、反措执行等状态量，分接开关包括分接位置、操作机构、传动机构、限位装置、锈蚀、反措执行等状态量，非电量保护和二次回路包括温度计、油位指示计、压力释放阀、气体继电器、压力继电器、压力突发继电、油流继电器、分接开关位置远方与就地指示一致性、防雨措施、二次回路、反措执行等状态量，接地与消防包括主要组件短路接地、设备接地、基础固定、感温装置、事故油坑、事故油池、反措执行等状态量。
评估状态量体系包括配电变压器各部分分类、状态量名称、判断依据等三个部分。具体的评估状态量体系如表1所示，
表1
Figure BDA0002579845090000051
Figure BDA0002579845090000061
Figure BDA0002579845090000071
Figure BDA0002579845090000081
Figure BDA0002579845090000091
Figure BDA0002579845090000101
Figure BDA0002579845090000111
Figure BDA0002579845090000121
Figure BDA0002579845090000131
Figure BDA0002579845090000141
Figure BDA0002579845090000151
Figure BDA0002579845090000161
步骤三：根据相关导则获取状态量权重与状态量劣化程度，对状态量进行扣分；状态量扣分计算，方法如下：
Di＝wi·di i＝0,1,2,3,…
其中，Di表示第i项状态量扣分值，wi表示第i项状态量的权重系数，di表示第i项状态量的劣化程度对应的分值。具有扣分规则如表2所示，
表2
Figure BDA0002579845090000162
具体的每项状态量劣化程度以及权重系数参考Q/GDW 10169-2016《油浸式变压器(电抗器)状态评价导则》，并结合实际综合判断。扣分结果如表 3所示，
表3
Figure BDA0002579845090000163
Figure BDA0002579845090000171
Figure BDA0002579845090000181
Figure BDA0002579845090000191
Figure BDA0002579845090000201
Figure BDA0002579845090000211
Figure BDA0002579845090000221
Figure BDA0002579845090000231
Figure BDA0002579845090000241
Figure BDA0002579845090000251
Figure BDA0002579845090000261
Figure BDA0002579845090000271
Figure BDA0002579845090000281
Figure BDA0002579845090000291
Figure BDA0002579845090000301
步骤四：划分模糊评价状态集，制定状态评估细则和状态得分细则，根据扣分情况对配电变压器各部分及整体的状态进行判断和得分判断。
模糊评价状态集为{正常，注意，异常，严重(严重1级，严重2 级，严重3级)}，状态对应的模糊分值如下，即正常：100-90、注意： 90-70、异常：70-50、严重：50-0。
状态评估细则分成两点进行判断，第一点为各部分评价细则，内容是当某一个部分的指标项合计扣分(或单项扣分)达到某一限值时，便可对应这一部分相应的状态；第二点为整体评价，整体评价综合各部分最严重情况进行考虑。当所有部分评价为正常状态时，整体评价为正常状态；当任一部分状态为注意状态、异常状态或严重状态时，整体评价应为其中最严重的状态。具体评估细则如表4所示，
表4
Figure BDA0002579845090000302
Figure BDA0002579845090000311
状态得分细则综合了扣分情况以及状态情况进行分析，具体方法如下：
Pi＝100·(1-Ai/Bi)·ai+Sj·bj i＝0,1,…,6j＝0,1,2…,5
其中，Pi表示第i个部分(或整体)的得分值，Ai表示第i个部分(或整体)的实际扣分值，Bi表示第i个部分(或整体)的理论最大扣分值，ai表示第i个部分(或整体)扣分情况对应的权重值，Sj为第j种状态约束下的分值， bj第j种状态情况对应的权重值。
ai与bj具体的权重设置如表5所示，
表5
Figure BDA0002579845090000321
Sj具体的分值如表6所示，
表6
Figure BDA0002579845090000322
参考的导则包括依据Q/GDW 10169-2016《油浸式变压器(电抗器)状态评价导则》以及Q/GDW1168-2013《输变电设备状态检修试验规程》。
以上所述实施例仅表达了本发明的实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (9)

1.一种基于多源信息融合的配电变压器状态评估方法，其特征在于，包括以下步骤：
步骤一：对配电原始资料、运行资料、检修资料、相关反措执行资料的数据进行收集汇总；
步骤二：参照配电变压器部件的划分原则以及防雷手段的相关考虑对配电变压器各部分进行分类，筛选出各部分的评估状态量，构建评估状态量体系；
步骤三：根据相关导则获取状态量权重与状态量劣化程度，对状态量进行扣分；
步骤四：划分模糊评价状态集，制定状态评估细则和状态得分细则，根据扣分情况对配电变压器各部分及整体的状态进行判断和得分判断。
2.如权利要求1所述的一种基于多源信息融合的配电变压器状态评估方法，其特征在于：步骤一中，采集配电原始资料、运行资料、检修资料、相关反措执行资料的数据包含设备巡检记录、维护记录、跳闸记录、在线监测、带电监测数据、离线试验数据及反措执行等数据信息。
3.如权利要求1所述的一种基于多源信息融合的配电变压器状态评估方法，其特征在于：步骤二中，所述对配电变压器部份进行分类，分类结果如下：将配电变压器分为本体、套管、冷却系统、分接开关、非电量保护和二次回路、接地与消防等6个部分。
4.如权利要求1所述的一种基于多源信息融合的配电变压器状态评估方法，其特征在于：步骤二中，所述各部分的评估状态量如下，其中本体包含油中溶解气体分析、局部放电检测、振动及噪声、铁心接地电流、油枕密封、运行油位、渗油、表面锈蚀、呼吸器、运行油温、压力释放、气体继电器、油介质损耗因数、油击穿电压、绕组直流电阻、绕组电容量、绕组绝缘电阻、铁心和夹件及铁心对夹件的绝缘电阻、绕组介质损耗因数、短路阻抗测试、绕组电压比、空载电流、空载损耗测量值、绕组直流泄漏电流、绝缘油微水、绝缘油颗粒度以及油泥与沉淀物、变压器过负荷、磁屏蔽、过电流试验、残气检查、过励磁、过励磁、反措执行等状态量，套管包括外绝缘、外观、油位指示、绝缘电阻、介质损耗因素、电容量、油中溶解气体分析、红外测温(套管柱头)、红外测温(套管本体)、局部放电、反措执行等状态量，冷却系统包括电机运行、冷却装置控制系统、冷却装置散热效果、渗油、漏油、油路系统波纹管、反措执行等状态量，分接开关包括分接位置、操作机构、传动机构、限位装置、锈蚀、反措执行等状态量，非电量保护和二次回路包括温度计、油位指示计、压力释放阀、气体继电器、压力继电器、压力突发继电、油流继电器、分接开关位置远方与就地指示一致性、防雨措施、二次回路、反措执行等状态量，接地与消防包括主要组件短路接地、设备接地、基础固定、感温装置、事故油坑、事故油池、反措执行等状态量。
5.如权利要求1所述的一种基于多源信息融合的配电变压器状态评估方法，其特征在于：步骤二中，所述评估状态量体系包括配电变压器各部分分类、状态量名称、判断依据等三个部分。
6.如权利要求1所述的一种基于多源信息融合的配电变压器状态评估方法，其特征在于：步骤三中，所述状态量扣分计算，方法如下：
Di＝wi·di i＝0，1，2，3，…
其中，Di表示第i项状态量扣分值，wi表示第i项状态量的权重系数，di表示第i项状态量的劣化程度对应的分值。
7.如权利要求1所述的一种基于多源信息融合的配电变压器状态评估方法，其特征在于：步骤四中，所述模糊评价状态集为{正常，注意，异常，严重(严重1级，严重2级，严重3级)}，状态对应的模糊分值如下，即正常：100-90、注意：90-70、异常：70-50、严重：50-0。
8.如权利要求1所述的一种基于多源信息融合的配电变压器状态评估方法，其特征在于：步骤四中，所述状态评估细则分成两点进行判断，第一点为各部分评价细则，内容是当某一个部分的指标项合计扣分(或单项扣分)达到某一限值时，便可对应这一部分相应的状态；第二点为整体评价，整体评价综合各部分最严重情况进行考虑。
9.如权利要求1所述的一种基于多源信息融合的配电变压器状态评估方法，其特征在于：步骤四中，所述状态得分细则综合了扣分情况以及状态情况进行分析，具体方法如下：
Pi＝100·(1-Ai/Bi)·ai+Sj·bj i＝0，1，…，6 j＝0，1，2…，5
其中，Pi表示第i个部分(或整体)的得分值，Ai表示第i个部分(或整体)的实际扣分值，Bi表示第i个部分(或整体)的理论最大扣分值，ai表示第i个部分(或整体)扣分情况对应的权重值，Sj为第j种状态约束下的分值，bj第j种状态情况对应的权重值。
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