CN112686408A - 基于多源信息融合以及风险评估的变压器检修决策方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种基于多源信息融合以及风险评估的变压器检修决策方法，该方法包括：收集变压器的多源数据信息；对变压器各组成部分进行分类；根据变压器分类结果，筛选出变压器各组成部分的监测信息；根据检修决策导则筛选出变压器各组成部分的检修决策方法，检修决策变压器的检修决策体系；对变压器的各组成部件进行风险评估，得到相对风险成本，确定变压器检修的优先等级。本发明可以广泛应用于变压器检修决策中。

Description

基于多源信息融合以及风险评估的变压器检修决策方法

技术领域

本发明是关于一种基于多源信息融合以及风险评估的变压器检修决策方法及系统，涉及电力设备检修决策技术领域。

背景技术

海上平台关键电气设备的运行状况直接关系到海上油气平台的安全可靠性，电气设备故障往往会造成平台停电，导致巨大的直接经济损失，且需耗费大量的人力和物力成本进行维修。因此，有必要对电气设备运行状态进行全方位实时在线监控，采用科学合理的检修体制，提高检修的针对性和有效性。发现问题于萌芽状态并及时解决，延长设备的使用寿命，提高设备的综合分析和精细化管理水平，确保海上油气平台安全可靠运行。

目前，国内外针对变压器的检修决策方法，多数都是使用少量的监测信息来进行单一判断变压器的故障从而得出检修决策。但是变压器发生故障的时候，往往不是能够依靠单一的监测信息出现偏移正常数据，如果仅仅是通过单一信息简单得出检修策略，没有结合其他信息进行判别，会导致检修决策不精确的问题发生。而且，现有检修策略未结合经济考虑，使得检修决策成本增加。因此，如何对变压器实行精确的检修决策以及合理安排检修决策时间成为当务之急。

发明内容

针对上述问题，本发明的目的是提供一种基于多源信息融合以及风险评估的变压器检修决策方法及系统，能够根据多维信息得出变压器的部件检修信息，并对部件的风险进行评估，获得最优化的变压器检修决策，使变压器稳定运行。

为实现上述目的，本发明采取以下技术方案：

第一方面，本发明提供一种基于多源信息融合以及风险评估的变压器检修决策方法，包括：

收集变压器的多源数据信息；

对变压器各组成部分进行分类；

根据变压器分类结果，筛选出变压器各组成部分的监测信息；

根据检修决策导则筛选出变压器各组成部分的检修决策方法，构建变压器的检修决策体系；

对变压器的各组成部件进行风险评估，得到相对风险成本，确定变压器检修的优先等级。

进一步地，多源数据信息内容包括变压器原始资料、变压器基本信息、运行巡检信息、电气试验数据、相关反措执行资料数据；多源数据承载形式包括设备巡检记录、维护记录、在线监测记录、带电监测记录、离线试验记录。

进一步地，变压器包括本体、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。

进一步地，检修决策体系则是将变压器各个部件的检修决策方法结合在一起。

进一步地，对变压器各个组成部件信息进行风险成本的评估，具体方法如下：

R＝Iа

式中，R为变压器部件的风险成本，I为变压器部件的重要度指数，а为变压器部件的故障率。

进一步地，相对风险成本为：

R_i＝R/∑R×100％

式中，R_i为变压器某个部件的相对风险成本。

进一步地，重要度指数I描述变压器部件在变压器中的重要程度，计算公式为：

I_i＝C_iW_C+U_iW_U+M_iW_M

式中，C_i为部件自身成本，U_i为部件运输成本成本，M_i为维修成本，W_C、W_U、W_M分别为设备自身成本、运输成本、已经维修成本所对应的权重系数。

进一步地，故障率a为采集变压器两年以上部件故障率与健康度指数数据拟合得出，计算公式为：

a＝ke^-fH

其中，a为故障率，k与f均为待定系数。

第二方面，本发明还提供一种基于多源信息融合以及风险评估的变压器检修决策系统，该系统包括：

数据收集单元，被配置为收集变压器的多源数据信息；

分类单元，被配置为对变压器各组成部分进行分类；

监测单元，被配置为根据变压器分类结果，筛选出变压器各组成部分的监测信息；

检修决策单元，被配置为根据检修决策导则筛选出变压器各组成部分的检修决策方法，构建变压器的检修决策体系；

风险评估单元，被配置为对变压器的各组成部件进行风险评估，得到相对风险成本，确定变压器检修的优先等级。

本发明由于采取以上技术方案，其具有以下优点：

1、本发明通过对变压器原始资料、变压器基本信息、运行巡检信息、试验数据、相关反措执行资料数据进行收集汇总，进行多源信息的构建，通过多种数据分析得出变压器的综合体现，提升结果准确性；

2、参照变压器部件的划分原则以及反措执行的相关考虑对配电变压器各部分进行分类，筛选出各部分的监测信息，并对各部件进行风险评估得到风险成本，从而实现合理分配运维资源，提升经济效益。

综上，本发明可以广泛应用于变压器检修决策中。

附图说明

通过阅读下文优选实施方式的详细描述，各种其他的优点和益处对于本领域普通技术人员将变得清楚明了。附图仅用于示出优选实施方式的目的，而并不认为是对本发明的限制。在整个附图中，用相同的附图标记表示相同的部件。在附图中：

图1为本发明实施例基于多源信息融合以及风险评估的变压器检修决策方法流程图。

具体实施方式

下面将参照附图更详细地描述本发明的示例性实施方式。虽然附图中显示了本发明的示例性实施方式，然而应当理解，可以以各种形式实现本发明而不应被这里阐述的实施方式所限制。相反，提供这些实施方式是为了能够更透彻地理解本发明，并且能够将本发明的范围完整的传达给本领域的技术人员。

应理解的是，文中使用的术语仅出于描述特定示例实施方式的目的，而无意于进行限制。除非上下文另外明确地指出，否则如文中使用的单数形式“一”、“一个”以及“所述”也可以表示包括复数形式。术语“包括”、“包含”、“含有”以及“具有”是包含性的，并且因此指明所陈述的特征、步骤、操作、元件和/或部件的存在，但并不排除存在或者添加一个或多个其它特征、步骤、操作、元件、部件、和/或它们的组合。文中描述的方法步骤、过程、以及操作不解释为必须要求它们以所描述或说明的特定顺序执行，除非明确指出执行顺序。还应当理解，可以使用另外或者替代的步骤。

尽管可以在文中使用术语第一、第二、第三等来描述多个元件、部件、区域、层和/或部段，但是，这些元件、部件、区域、层和/或部段不应被这些术语所限制。这些术语可以仅用来将一个元件、部件、区域、层或部段与另一区域、层或部段区分开。除非上下文明确地指出，否则诸如“第一”、“第二”之类的术语以及其它数字术语在文中使用时并不暗示顺序或者次序。因此，以下讨论的第一元件、部件、区域、层或部段在不脱离示例实施方式的教导的情况下可以被称作第二元件、部件、区域、层或部段。

为了便于描述，可以在文中使用空间相对关系术语来描述如图中示出的一个元件或者特征相对于另一元件或者特征的关系，这些相对关系术语例如为“内部”、“外部”、“内侧”、“外侧”、“下面”、“上面”等。这种空间相对关系术语意于包括除图中描绘的方位之外的在使用或者操作中装置的不同方位。

实施例1

如图1所示，本发明实施例提供的基于多源信息融合以及风险评估的变压器检修决策方法，包括以下步骤：

S1、收集变压器的多源数据信息

本实施例采集的变压器的多源数据信息内容包括变压器原始资料、变压器基本信息、运行巡检信息、电气试验数据及相关反措执行资料数据，其中，变压器基本信息包括变压器三相电压电流、油温、绕温、环境温度等数据，相关反措执行资料数据包括变压器各个部件所需要用的反事故措施等。

本实施例采集的变压器多源数据承载形式包括变压器设备巡检记录、变压器维护记录、变压器在线监测记录、变压器带电监测记录、变压器离线试验记录等。

S2、对变压器各组成部分进行分类

具体地，本实施例依据变压器结构以及功能的划分原则以及反措执行与变压器结构联系的相关考虑(即考虑是否具有反事故措施)对变压器各组成部份进行分类。本实施例的变压器分为共六个部分，包括：变压器本体、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。

S3、根据变压器分类结果，筛选出所需要的变压器各组成部分的监测信息，然后通过导则进行检修策略的选择。

具体地，作为非限制性实施例，本实施例的变压器各组成部分的监测信息可以包括：

本体的监测信息：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，以此为例，不限于此，根据实际情况进行监测；

套管的监测信息，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，以此为例，不限于此，根据实际情况进行监测；

冷却系统的监测信息，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，以此为例，不限于此，根据实际情况进行监测；

分接开关的监测信息，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，以此为例，不限于此，根据实际情况进行监测；

非电量保护和二次回路的监测信息，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，以此为例，不限于此，根据实际情况进行监测；

接地与消防的监测信息，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，以此为例，不限于此，根据实际情况进行监测。

S4、根据Q/GDW 11247-2014油浸式变压器(电抗器)检修决策导则获取各个信息的检修决策，对检修决策导则进行归纳总结，有效筛选出各部分的检修决策方法，构建精准的检修决策体系，其中，检修决策体系则是将变压器各个部件的检修决策结合在一起。

具体地，检修决策应根据变压器传感器将各部分的监测信息按照变压器各个部件进行分类，得到各个检修决策，通过对各个决策进行决策树和粗糙集进行选择，得出精确的检修决策信息。

S5、对变压器的各部件进行风险评估，得到相对风险成本，以相对风险成本为依据确定变压器运行维护顺序，使运行维护更加简单直观，实现合理分配运维资源。

具体地，对变压器各个组成部件信息进行风险成本的评估，具体方法如下：

R＝Iа

式中，R为变压器部件的风险成本，I为变压器部件的重要度，а为变压器部件的故障率。

R_i＝R/∑R×100％

其中，R_i为变压器某个部件的相对风险成本。

考虑到变压器有6个部件，故引入相对风险成本R_i描述每个部件所占风险成本的比重。根据相对风险成本就可以看出变压器各个部件的影响大小，在制定检修决策时依据相对风险成本确定变压器检修的优先等级。

一些实施例中，重要度指数I描述变压器部件在变压器中的重要程度。重要度指数由变压器部件故障时资产损失成本衡量，包括设备自身成本等因素，运输成本及维修成本。

I_i＝C_iW_C+U_iW_U+M_iW_M

其中，C_i为部件自身成本，U_i为部件运输成本成本，M_i为维修成本。W_C、W_U、W_M分别为设备自身成本运输成本已经维修成本所对应的权重系数，可以取值为0.5、0.3、0.2。

一些实施例中，故障率a为采集变压器两年以上部件故障率与健康度指数数据拟合得出。

a＝ke^-fH

其中，a为故障率，H为设备实时健康指数，k与f均为待定系数，采集变压器两年以上部件故障率与健康度指数数据拟合得出k与f。当k与f值确定后，代入上式即可实现基于当前健康状态的配电设备实时故障率推算。

实施例2

上述实施例1提供了变压器检修决策方法，与之相对应地，本实施例提供一种变压器检修决策系统。本实施例提供的检修决策系统可以实施实施例1的变压器检修决策方法，该检修决策系统可以通过软件、硬件或软硬结合的方式来实现。例如，该检修决策系统可以包括集成的或分开的功能模块或功能单元来执行实施例1各方法中的对应步骤。由于本实施例的检修决策系统基本相似于方法实施例，所以本实施例描述过程比较简单，相关之处可以参见实施例1的部分说明即可，本实施例的检修决策系统的实施例仅仅是示意性的。

具体地，本实施例提供的基于多源信息融合以及风险评估的变压器检修决策系统，该系统包括：

数据收集单元，被配置为收集变压器的多源数据信息；

分类单元，被配置为对变压器各组成部分进行分类；

监测单元，被配置为根据变压器分类结果，筛选出变压器各组成部分的监测信息；

检修决策单元，被配置为根据检修决策导则筛选出变压器各组成部分的检修决策方法，检修决策变压器的检修决策体系；

风险评估单元，被配置为对变压器的各组成部件进行风险评估，得到相对风险成本，确定变压器检修的优先等级。

最后应说明的是，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换，而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。

Claims (9)

1.一种基于多源信息融合以及风险评估的变压器检修决策方法，其特征在于包括：

收集变压器的多源数据信息；

对变压器各组成部分进行分类；

根据变压器分类结果，筛选出变压器各组成部分的监测信息；

根据检修决策导则筛选出变压器各组成部分的检修决策方法，检修决策变压器的检修决策体系；

对变压器的各组成部件进行风险评估，得到相对风险成本，确定变压器检修的优先等级。

2.根据权利要求1所述的变压器检修决策方法，其特征在于，多源数据信息内容包括变压器原始资料、变压器基本信息、运行巡检信息、电气试验数据、相关反措执行资料数据；多源数据承载形式包括设备巡检记录、维护记录、在线监测记录、带电监测记录、离线试验记录。

3.根据权利要求1所述的变压器检修决策方法，其特征在于，变压器包括本体、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。

4.根据权利要求1所述的变压器检修决策方法，其特征在于，检修决策体系则是将变压器各个部件的检修决策方法结合在一起。

5.根据权利要求1～4任一项所述的变压器检修决策方法，其特征在于，对变压器各个组成部件信息进行风险成本的评估，具体方法如下：

R＝Iа

式中，R为变压器部件的风险成本，I为变压器部件的重要度指数，а为变压器部件的故障率。

6.根据权利要求5所述的变压器检修决策方法，其特征在于，相对风险成本为：

R_i＝R/∑R×100％

式中，R_i为变压器某个部件的相对风险成本。

7.根据权利要求5所述的变压器检修决策方法，其特征在于，重要度指数I描述变压器部件在变压器中的重要程度，计算公式为：

I_i＝C_iW_C+U_iW_U+M_iW_M

式中，C_i为部件自身成本，U_i为部件运输成本成本，M_i为维修成本，W_C、W_U、W_M分别为设备自身成本、运输成本、已经维修成本所对应的权重系数。

8.根据权利要求5所述的变压器检修决策方法，其特征在于，故障率a为采集变压器两年以上部件故障率与健康度指数数据拟合得出，计算公式为：

a＝ke^-fH

其中，a为故障率，k与f均为待定系数。

9.一种基于多源信息融合以及风险评估的变压器检修决策系统，其特征在于该系统包括：

数据收集单元，被配置为收集变压器的多源数据信息；

分类单元，被配置为对变压器各组成部分进行分类；

监测单元，被配置为根据变压器分类结果，筛选出变压器各组成部分的监测信息；

检修决策单元，被配置为根据检修决策导则筛选出变压器各组成部分的检修决策方法，检修决策变压器的检修决策体系；

风险评估单元，被配置为对变压器的各组成部件进行风险评估，得到相对风险成本，确定变压器检修的优先等级。

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