CN113589199A - 一种变压器状态评估方法 - Google Patents

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吴俊健
舒锦宏
徐灵江
吕延春
段文华
方愉冬
陈传音
汤建勋
王泽伟
林传葛
钟守平
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    • G01R—MEASURING ELECTRIC VARIABLES; MEASURING MAGNETIC VARIABLES
    • G01R31/00—Arrangements for testing electric properties; Arrangements for locating electric faults; Arrangements for electrical testing characterised by what is being tested not provided for elsewhere
    • G01R31/50—Testing of electric apparatus, lines, cables or components for short-circuits, continuity, leakage current or incorrect line connections
    • G01R31/62—Testing of transformers

Abstract

本发明公开了一种变压器状态评估方法，克服了现有技术变压器状态评估方法过于简单导致的结论过于片面不准确的问题，采用变压器局放信号、铁芯接地电流信号、油色谱信号和绕组温度共四种信号，对每种信号设置正常、注意、异常和危险四种定值门槛，根据定值门槛计算四种信号的四种状态的隶属度值，由四种信号的隶属度值计算得出变压器综合状态隶属度值，并由综合状态隶属度值确定变压器的运行状态。本发明能够全面有效的采集变压器的状态信息，可以有效的提升变压器状态评估的全面性和准确性。

Description

一种变压器状态评估方法
技术领域
本发明涉及变压器状态监测技术领域，尤其是涉及一种变压器状态评估方法。
背景技术
电力变压器是电力输配系统中起功率传送、电压升降、电能分配和转移绝缘隔离作用的枢纽设备，其运行的工作状态直接影响电力系统的稳定和安全，同时也影响着电力企业的供电质量、经济效益和供电可靠性。目前常用的变压器状态评估手段多采用基于单一特征量的评估方法，根据单一特征量得出故障征兆或者变压器状态的初步结论，这些单一的特征量主要有：局放、铁芯接地电流、油色谱和温度等。采用单一特征量的变压器状态评估方法简单，易于实现，有时可直接定位故障，但更多时候得出的结论不够清晰或者过于片面，不够准确。
发明内容
本发明是为了克服现有技术的变压器状态评估方法过于简单导致的结论过于片面不准确的问题，提供一种变压器状态评估方法，综合利用多种指标对变压器状态进行评价，并将多维度的评价信息融合成变压器的综合评估状态。
为了实现上述目的，本发明采用以下技术方案：
一种变压器状态评估方法，采用变压器局放信号、铁芯接地电流信号、油色谱信号和绕组温度共四种信号，对每种信号设置正常、注意、异常和危险四种定值门槛，根据定值门槛计算四种信号的四种状态的隶属度值，由四种信号的隶属度值计算得出变压器综合状态隶属度值，并由综合状态隶属度值确定变压器的运行状态。
地电流、油色谱和温度是变压器最主要的监测信号之一，现场应用非常广泛，接入这四种信号也相对容易，技术方案提出的方法采用这四种信号，对每种信号设置正常、注意、异常和危险四种定值门槛，根据定值门槛计算四种信号的四种状态的隶属度值，由四种信号的隶属度值计算得出变压器综合状态隶属度值，并由综合状态隶属度值确定变压器的运行状态。
作为优选，所述变压器局放信号、铁芯接地电流信号、油色谱信号和绕组温度共四种信号的正常状态隶属度值由以下公式进行计算：
Figure BDA0003136503840000011
其中u_n(1)为变压器每种信号的正常状态隶属度值，a、b分为每种信号的正常和注意定值门槛，s为每种的信号的采样值。
作为优选，所述变压器局放信号、铁芯接地电流信号、油色谱信号和绕组温度共四种信号的注意状态隶属度值由以下公式进行计算：
Figure BDA0003136503840000021
其中u_n(2)为变压器每种信号的注意状态隶属度值，a、b、c分为每种信号的正常、注意和异常定值门槛，s为每种的信号的采样值。
作为优选，所述变压器局放信号、铁芯接地电流信号、油色谱信号和绕组温度共四种信号的异常状态隶属度值由以下公式进行计算：
Figure BDA0003136503840000022
其中u_n(3)为变压器每种信号的异常状态隶属度值，b、c、d分为每种信号的注意、异常和危险定值门槛，s为每种的信号的采样值。
作为优选，所述变压器局放信号、铁芯接地电流信号、油色谱信号和绕组温度共四种信号的危险状态隶属度值由以下公式进行计算：
Figure BDA0003136503840000023
其中u_n(4)为变压器每种信号的危险状态隶属度值，c、d分为每种信号的异常和危险定值门槛，s为每种的信号的采样值。
作为优选，所述变压器综合状态隶属度值由以下公式进行计算：
Figure BDA0003136503840000024
其中z_byq(1)、z_byq(2)、z_byq(3)、z_byq(4)为变压器综合正常、注意、异常、危险状态隶属度值，u_1(1)、u_1(2)、u_1(3)、u_1(4)分为变压器局放正常、注意、异常、危险状态隶属度值，u_2(1)、u_2(2)、u_2(3)、u_2(4)分为变压器铁芯接地电流正常、注意、异常、危险状态隶属度值，u_3(1)、u_3(2)、u_3(3)、u_3(4)分为变压器油色谱正常、注意、异常、危险状态隶属度值，u_4(1)、u_4(2)、u_4(3)、u_4(4)分为变压器温度正常、注意、异常、危险状态隶属度值。
作为优选，所述压器综合状态隶属度值具有最大值，变压器的运行状态由变压器综合状态隶属度最大值确定，当变压器综合正常、注意、异常、危险状态隶属度的最大值由2个或者多个状态构成，则判断为变压器运行状态为未知状态，此外当变压器综合隶属度的最大值等于变压器综合正常状态隶属度值时，判定变压器运行状态为正常状态；当变压器综合隶属度的最大值等于变压器注意状态隶属度值时，判定变压器运行状态为需要注意状态；当变压器综合隶属度的最大值等于变压器综合异常状态隶属度值时，判定变压器运行状态为异常状态；当变压器综合隶属度的最大值等于变压器综合危险状态隶属度值时，判定变压器运行状态为危险状态。
因此，本发明具有如下有益效果：
本发明于变压器局放、铁芯接地电流、油色谱和温度等多特征量的变压器状态评估方法，方法综合利用多种指标对变压器状态进行评价，将四种特征量设置四种定值门槛，根据定值门槛计算隶属度值，最终由隶属度值计算变压器综合状态隶属度值，并由综合状态隶属度值确定变压器的运行状态；
本发明采用多个信号设置多种门槛，具有多种排列组合的方式，能够全面有效的采集变压器的状态信息，可以有效的提升变压器状态评估的全面性和准确性。
附图说明
图1是本实施例变压器监测信号的正常状态、注意状态、异常状态和危险状态隶属度值图。
具体实施方式
下面结合附图与具体实施方式对本发明做进一步的描述。
实施例：
本实施例提供了一种变压器状态评估方法，如图1所示，图中a、b、c、d分为监测信号的正常、注意、异常和危险定值门槛，由四种信号的隶属度值计算得出变压器综合状态隶属度值，并由综合状态隶属度值确定变压器的运行状态。
包括以下内容：采用变压器局放信号、铁芯接地电流信号、油色谱信号和绕组温度共四种信号，对每种信号设置正常、注意、异常和危险四种定值门槛，根据定值门槛计算四种信号的四种状态的隶属度值，由四种信号的隶属度值计算得出变压器综合状态隶属度值，并由综合状态隶属度值确定变压器的运行状态。
作为优选，所述变压器局放信号、铁芯接地电流信号、油色谱信号和绕组温度共四种信号的正常状态隶属度值由以下公式进行计算：
Figure BDA0003136503840000041
其中u_n(1)为变压器每种信号的正常状态隶属度值，a、b分为每种信号的正常和注意定值门槛，s为每种的信号的采样值。
作为优选，所述变压器局放信号、铁芯接地电流信号、油色谱信号和绕组温度共四种信号的注意状态隶属度值由以下公式进行计算：
Figure BDA0003136503840000042
其中u_n(2)为变压器每种信号的注意状态隶属度值，a、b、c分为每种信号的正常、注意和异常定值门槛，s为每种的信号的采样值。
作为优选，所述变压器局放信号、铁芯接地电流信号、油色谱信号和绕组温度共四种信号的异常状态隶属度值由以下公式进行计算：
Figure BDA0003136503840000043
其中u_n(3)为变压器每种信号的异常状态隶属度值，b、c、d分为每种信号的注意、异常和危险定值门槛，s为每种的信号的采样值。
作为优选，所述变压器局放信号、铁芯接地电流信号、油色谱信号和绕组温度共四种信号的危险状态隶属度值由以下公式进行计算：
Figure BDA0003136503840000044
其中u_n(4)为变压器每种信号的危险状态隶属度值，c、d分为每种信号的异常和危险定值门槛，s为每种的信号的采样值。
作为优选，所述变压器综合状态隶属度值由以下公式进行计算：
Figure BDA0003136503840000045
其中z_byq(1)、z_byq(2)、z_byq(3)、z_byq(4)为变压器综合正常、注意、异常、危险状态隶属度值，u_1(1)、u_1(2)、u_1(3)、u_1(4)分为变压器局放正常、注意、异常、危险状态隶属度值，u_2(1)、u_2(2)、u_2(3)、u_2(4)分为变压器铁芯接地电流正常、注意、异常、危险状态隶属度值，u_3(1)、u_3(2)、u_3(3)、u_3(4)分为变压器油色谱正常、注意、异常、危险状态隶属度值，u_4(1)、u_4(2)、u_4(3)、u_4(4)分为变压器温度正常、注意、异常、危险状态隶属度值。
本发明的判定过程如下：变压器的运行状态由变压器综合状态隶属度最大值确定，当变压器综合正常、注意、异常、危险状态隶属度的最大值由2个或者多个状态构成，则判断为变压器运行状态为未知状态，此外当变压器综合隶属度的最大值等于变压器综合正常状态隶属度值时，判定变压器运行状态为正常状态；当变压器综合隶属度的最大值等于变压器注意状态隶属度值时，判定变压器运行状态为需要注意状态；当变压器综合隶属度的最大值等于变压器综合异常状态隶属度值时，判定变压器运行状态为异常状态；当变压器综合隶属度的最大值等于变压器综合危险状态隶属度值时，判定变压器运行状态为危险状态。
本发明采用多个信号设置多种门槛，具有多种排列组合的方式，能够全面有效的采集变压器的状态信息，可以有效的提升变压器状态评估的全面性和准确性。
上述实施例对本发明的具体描述，只用于对本发明进行进一步说明，不能理解为对本发明保护范围的限定，本领域的技术工程师根据上述发明的内容对本发明作出一些非本质的改进和调整均落入本发明的保护范围内。

Claims (7)

1.一种变压器状态评估方法，其特征是，采用变压器局放信号、铁芯接地电流信号、油色谱信号和绕组温度共四种信号，对每种信号设置正常、注意、异常和危险四种定值门槛，根据定值门槛计算四种信号的四种状态的隶属度值，由四种信号的隶属度值计算得出变压器综合状态隶属度值，并由综合状态隶属度值确定变压器的运行状态。
2.如权利要求1所述的一种变压器状态评估方法，其特征是：变压器局放信号、铁芯接地电流信号、油色谱信号和绕组温度共四种信号的正常状态隶属度值由以下公式进行计算：
Figure FDA0003136503830000011
其中Un(1)为变压器每种信号的正常状态隶属度值，an、bn分为每种信号的正常和注意定值门槛，sn为每种的信号的采样值。
3.如权利要求1所述的一种变压器状态评估方法，其特征是：变压器局放信号、铁芯接地电流信号、油色谱信号和绕组温度共四种信号的注意状态隶属度值由以下公式进行计算：
Figure FDA0003136503830000012
其中Un(2)为变压器每种信号的注意状态隶属度值，an、bn、cn分为每种信号的正常、注意和异常定值门槛，sn为每种的信号的采样值。
4.如权利要求1所述的一种变压器状态评估方法，其特征是：变压器局放信号、铁芯接地电流信号、油色谱信号和绕组温度共四种信号的异常状态隶属度值由以下公式进行计算：
Figure FDA0003136503830000013
其中Un(3)为变压器每种信号的异常状态隶属度值，bn、cn、dn分为每种信号的注意、异常和危险定值门槛，sn为每种的信号的采样值。
5.如权利要求1所述的一种变压器状态评估方法，其特征是：变压器局放信号、铁芯接地电流信号、油色谱信号和绕组温度共四种信号的危险状态隶属度值由以下公式进行计算：
Figure FDA0003136503830000021
其中Un(4)为变压器每种信号的危险状态隶属度值，cn、dn分为每种信号的异常和危险定值门槛，sn为每种的信号的采样值。
6.如权利要求1所述的一种变压器状态评估方法，其特征是：变压器综合状态隶属度值由以下公式进行计算：
Figure FDA0003136503830000022
其中Zbyq(1)、Zbyq(2)、Zbyq(3)、Zbyq(4)为变压器综合正常、注意、异常、危险状态隶属度值，U1(1)、U1(2)、U1(3)、U1(4)分为变压器局放正常、注意、异常、危险状态隶属度值，U2(1)、U2(2)、U2(3)、U2(4)分为变压器铁芯接地电流正常、注意、异常、危险状态隶属度值，U3(1)、U3(2)、U3(3)、U3(4)分为变压器油色谱正常、注意、异常、危险状态隶属度值，U4(1)、U4(2)、U4(3)、U4(4)分为变压器温度正常、注意、异常、危险状态隶属度值。
7.根据权利要求1或6所述的一种变压器状态评估方法，其特征是，所述压器综合状态隶属度值具有最大值，变压器的运行状态由变压器综合状态隶属度最大值确定，当变压器综合正常、注意、异常、危险状态隶属度的最大值由2个或者多个状态构成，则判断为变压器运行状态为未知状态，此外当变压器综合隶属度的最大值等于变压器综合正常状态隶属度值时，判定变压器运行状态为正常状态；当变压器综合隶属度的最大值等于变压器注意状态隶属度值时，判定变压器运行状态为需要注意状态；当变压器综合隶属度的最大值等于变压器综合异常状态隶属度值时，判定变压器运行状态为异常状态；当变压器综合隶属度的最大值等于变压器综合危险状态隶属度值时，判定变压器运行状态为危险状态。
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