[发明专利]一种变压器绝缘寿命预测与可靠性测试方法

说明书

一种变压器绝缘寿命预测与可靠性评估方法，基于修正因子算法提出一种新的油纸绝缘状态评估方法，并在此基础上建立了老化、水分和温度联合影响下的变压器绝缘寿命评估模型。然后，通过建立运行状态与期望寿命的关系，将运行状态评分引入到老化寿命评估模型中，提出了一种绝缘老化与运行状态共同表征故障率的新模型，本发明在考虑老化和水分相互影响作用的基础上，提高了变压器可靠性评估的准确性。

技术领域

属于电气工程领域，特别是考虑运行状态和绝缘寿命的电力变压器的寿命评估与故障诊断方法。

背景技术

电力变压器的可靠性是指其在电力系统中继续安全稳定运行的能力，作为电力系统的关键设备之一，其健康状态关系到整个电网的安全与稳定。因此综合考虑多重因素对变压器进行全面准确的可靠性评估具有重要意义。

变压器绝缘寿命评估主要取决于内部油纸绝缘的状态，而水分和老化程度是影响绝缘状态的重要因素。油纸绝缘的状态评估主要针对含水量和老化程度，含水量的增加会增大介损，降低击穿电压，从而导致绝缘结构破坏，影响设备正常运行，而老化程度将直接决定变压器的使用寿命。频域介电谱法(frequency domain spectroscopy,FDS)携带绝缘信息丰富、抗干扰能力强，已成为油纸绝缘状态评估的主要方法。文献[10]研究表明水分和老化对于FDS曲线的影响不同，老化及老化产物主要影响低频区域，而水分主要影响高频区域，且水分的影响要高于老化及老化产物。廖瑞金^[11]等人研究了油纸老化对于FDS曲线的影响，提取了三个特征点作为表征油纸老化的特征量，但并未考虑水分对于老化评估的影响。传统测量绝缘纸含水量方法是通过卡尔-费休滴定法测量取样的变压器油中含水量，然后通过T.V.Oommen平衡曲线计算得到绝缘纸的水分含量。IDAX300频率测试仪通过后台数据库对比的方法评估实际变压器油纸绝缘含水量。卡尔-费休滴定法首先是取样困难，其次是结果误差较大且易受干扰因素影响。IDAX300水分含量测试，根据建立的变压器水分含量数据库，通过测量数据的对比，确定变压器含水量，然而测量中干扰因素并未排除。但这些研究仍不能区分老化和水分的相互影响，并且将评估结果运用到变压器剩余寿命评估的研究也较为缺乏。

另一方面，对于变压器可靠性评估国内外目前主要考虑其运行状态，张镱议^[12]等人基于油色谱分析、油化实验、电气试验的变压器综合健康指数评估模型，建立了健康指数与故障率的关系；王慧芳^[13]等人考虑了设备役龄和健康状态对故障率的影响，建立了以设备健康状态为基础，参数随时间变化的故障率模型。这些研究都较少考虑到主绝缘的老化和水分状态，而考虑变压器主绝缘状态不仅使可靠性评估结果更为精确，还更能体现出不同环境和状态的变压器在评估时的个体差异。

近些年的利用FDS评估老化和水分状态时，主要是从FDS曲线中提取能够表征老化和水分的特征量，通过这些特征量对老化和水分状态进行评估。然而，目前基于FDS的评估方法仍未能将水分和老化在FDS测试中的影响区分开来，所提出的特征量并未考虑水分和老化的相互影响，无法对变压器寿命进行准确预测，故目前的方法应用于现场变压器绝缘寿命评估时并不可取，亦无法对变压器可靠性进行准确评估。

发明内容

本发明的目的是针对现有技术存在的问题而提供一种变压器绝缘寿命预测与可靠性评估方法，旨在通过基于修正因子算法，建立基于老化、水分和温度联合影响下的变压器绝缘寿命评估模型，从而提升变压器寿命评估的精度。

本发明的目的是这样实现的：一种变压器绝缘寿命预测与可靠性评估方法，包括以下步骤：

1)评估系统数据库的建立