[发明专利]基于健康指数理论的变压器运行状态三级递进式综合评估方法

说明书

本发明提出的评估方法，是基于健康指数理论构建了变压器运行状态三级递进式综合评估模型，通过三级评估获得变压器的最终健康指数，并预测变压器剩余寿命；第一级评估参与的特征量为变压器的设计寿命、投运时间、运行负荷、运行环境指标，第二级评估参与的特征量为油色谱试验数据、油质试验数据、糠醛含量数据；第三级评估是利用变压器历史故障次数、冷却方式、近区短路状况、和局部放电状况对修正前两级评估的结果；该方法克服了现有变压器状态评估方法理论过于抽象、建模困难的实际问题，对变压器运行状态特征参量进行了详细划分，将变压器运行状态评估工作本身工程化、实用化，大幅提高了变压器状态评估工作的现场实用水平。

技术领域

本发明涉及电力系统状态监测及运行评估技术领域，尤其涉及一种基于健康指数理论的变压器运行状态三级递进式综合评估方法。

背景技术

电力变压器是电网系统中地位重要、价格昂贵的电气设备之一，在电力系统中占据不可或缺的作用，在电能的变换、传输环节起着核心作用，因此，保证电力变压器的安全运行非常必要。

当前，变压器运维部门很难对变压器的运行状态进行精准的评估，往往会出现变压器过度维修，提前退役的状况，浪费大量资源和成本。因此对电力变压器的健康状况评估，是输变电设备全寿命周期运行评估的关键环节，在此环节中，需要综合考虑变压器运行的可靠性和经济性，对变压器进行绝缘状态评估和剩余寿命预测，以便制定恰当的检修、退运计划。

目前，对在运变压器的健康状态进行准确评估是国内外相关研究的热点问题。已有研究主要针对变压器运行时的重要特征信息量，建立科学评估模型，运用一些诸如模糊理论、贝叶斯网络、灰靶理论等先进算法结合变压器预防试验数据、运行工况等建立变压器故障诊断或状态评估模型，例如文献《基于健康指数的电力变压器剩余寿命评估研究》--杜江，虽然该文献也是采用健康指数进行变压器寿命评估，该方法采用改进型数据融合理论获取第二类变压器绝缘状态参量对应的健康评估指数，存在理论难理解，推广实用性差的问题，且该文献的多个健康评估指数之间是相互独立的，不成体系。现有方法很大程度推进了电力变压器的运行状态研究，但存在理论过于抽象，建模困难的实际问题。

发明内容

有必要提出一种基于健康指数理论的变压器运行状态三级递进式综合评估方法。

一种基于健康指数理论的变压器运行状态三级递进式综合评估方法，包括三级评估工作，由第一级评估获得变压器本体健康指数，第二级评估结合第一级评估获得的本体健康指数获得变压器的综合健康指数，通过第三级评估修正第二级评估获得的综合健康指数获得变压器的最终健康指数HI，通过HI预测变压器剩余寿命；

所述的健康水平计算公式如下：

其中，HI₀－为设备初始健康指数；HI－最终健康指数；B－老化系数；T₁－设备投运年份；T₂－当前年份或者为未来某一年份；

步骤1：所述第一级评估工作要实现变压器本体健康指数HI₁的计算，HI₁通过式(1)计算，其中变压器初始健康指数HI₀取0.5；老化系数B的确定：

由式(1)变形得：

设T'_exp＝T₂-T₁，T'_exp为基于变压器原始设计寿命并且考虑使用负荷等因素后的预期使用寿命；变压器使用T'_exp年后，预示着寿命的终结，查表可知，健康指数HI等于6.5必须退运，此时(2)式为：

T'_exp的确定：