[发明专利]基于云模型理论的变压器绝缘热老化状态的评估方法

说明书

技术领域

本发明涉及变压器老化状态检测技术领域，尤其涉及基于云模型理论的变压器绝缘热老化状态的评估方法。

背景技术

变压器是否正常运行直接关系到电力系统的安全稳定，而变压器的运行寿命很大程度上取决于油纸绝缘系统的老化状态。在变压器运行过程中，绝缘油纸长期承受热、电、机械、化学等多种外部应力作用，导致绝缘材料老化。因此，准确评估绝缘系统的老化状态，就变得尤为重要。

油浸绝缘纸聚合度是评估绝缘老化状态最重要的参数。热老化是导致油浸绝缘纸聚合度下降的主要原因，因此Arrhenius方程定义的热老化速率与聚合度的下降存在明显的相关性。另有研究表明，油浸绝缘纸聚合度的下降与电力变压器的运行时间满足动力学关系模型，而油浸绝缘纸初始状态以及寿命终止状态时聚合度的取值，极大的影响模型的分析结果。

传统诊断变压器油纸绝缘老化状态的试验方法主要有油中溶解气体分析(DGA)、局部放电检测(PD)、油中糠醛含量分析以及绝缘纸聚合度(DP)分析等。在利用油中溶解气体和糠醛含量进行绝缘寿命评估研究方面，由于工程实际中的限制，主要是根据大量老化试验得到统计数据，研究油中溶解气体、糠醛与油浸绝缘纸聚合度的对应关系。研究人员统计了大量电力变压器运行数据，分析结果表明：油中溶解气体中CO₂含量与绝缘纸平均聚合度之间存在较好的关联关系，其线性相关系数高达0.88；油中溶解气体中(CO+CO₂)含量与绝缘纸平均聚合度残留率也有较好的关联性。另外，从20世纪80年代开始的众多研究结果均表明，电力变压器油中糠醛含量与绝缘纸平均聚合度之间存在半对数线性关系。

由于变压器油纸绝缘热老化是一个长期的过程，正常运行状态下，可稳定运行几十年，因此如果要进行变压器油纸绝缘热老化规律研究，则按照蒙辛格规则推出的加速热老化6℃法则在实验室模拟真实变压器中油纸绝缘热老化过程，蒙辛格规则认为，油纸绝缘热老化率随温度变化的系数可以近似取为常数，即温度每增加6℃，老化率增加一倍，在IEC60076-7：2005油浸式电力变压器负载导则中将98℃的老化率定为″1″，那么104℃时老化率为2，其他温度以此类推。变压器油纸绝缘热老化状态评估，主要依据热老化过程中油纸绝缘参数的阈值。油纸绝缘热老化影响因素较多，热老化机理复杂，难以通过单一参数的变化来准确判断油纸绝缘的热老化状态。多参数油纸绝缘热老化状态评估方法，能够综合考虑各参数对油纸绝缘热老化状态的影响。

油纸绝缘热老化状态评估过程具有模糊性与不确定性。在传统多参数评估方法中，模糊集理论采用精确的隶属度函数来描述模糊事物具有的亦此亦彼特性，使得分析过程只考虑了事物的模糊性而忽略了不确定性，降低了评估结果的准确性。

为解决上述问题，迫切需要研究新的油纸绝缘热老化状态评估方法，综合处理评估指标的模糊性和不确定性，对变压器油纸绝缘热老化状态进行评估。

发明内容

有鉴于此，本发明提供一种基于云模型理论的变压器绝缘热老化状态评估方法，综合处理评估指标的模糊性和不确定性，对变压器油纸绝缘热老化状态进行评估。

本发明提供的方法包括以下步骤：

S1.采集油纸绝缘热老化特征数据并划分油纸绝缘可靠性状态等级；

S2.根据油纸绝缘热老化特征数据确定油纸绝缘评估指标的综合权重；

S3.根据油纸绝缘可靠性状态评估特点，建立基于云模型的隶属函数模型；

S4.根据所述隶属函数模型，获取各热老化状态对应的可靠性状态。

进一步，步骤1所述隶属函数模型为：