[发明专利]车载变压器油纸绝缘失效概率的确定方法

说明书

本发明提供了提供一种车载变压器油纸绝缘失效概率的确定方法，包括：步骤S10，测试车载变压器油纸绝缘样品服役不同公里数后绝缘失效的水分含量、有机酸含量和糠醛含量，建立服役公里数关于水分含量、有机酸含量和糠醛含量的拟合函数；步骤S20，根据拟合函数建立车载变压器的威布尔分布概率密度函数，根据威布尔分布概率密度函数确定车载变压器的绝缘累积失效概率模型；步骤S30，结合绝缘累积失效概率模型，可有效预测车载变压器绝缘失效概率，为实际工程中车载变压器绝缘状态评估和运行维护提供指导方法。

技术领域

本发明涉及变电设备技术领域，具体而言，涉及一种车载变压器油纸绝缘失效概率的确定方法。

背景技术

随着电气化铁路的发展，特别是高速铁路的快速发展，对列车运行的安全可靠性提出了更高的要求。车载变压器作为高速动车组和大功率电力机车的电能变换分配装置，其运行状态关乎动车组和电力机车运行的安全性和可靠性。由于车载变压器区别于普通电力变压器的特殊结构设计、特殊运行工况及特殊的工作环境，其内部油纸绝缘失效概率也区别于普通电力变压器。现有的对普通电力变压器绝缘失效概率模型不能很好的评估车载变压器绝缘损失状态，车载变压器的油纸绝缘失效会造成铁路事故和资源浪费，准确确定车载变压器绝缘失效成为一个巨大的挑战。

目前，水分含量、有机酸含量和糠醛含量已有大量研究，寿命评估成果也颇为丰硕，但由于车载变压器特殊工况，短时负荷冲击性较强的特点，既有的绝缘失效概率模型已不能适用。此外，既有研究尚未将水分含量、有机酸含量和糠醛含量等多因素综合考虑，不能实现车载变压器绝缘状态准确评估。

发明内容

本发明的主要目的在于提供一种车载变压器油纸绝缘失效概率的确定方法，以解决现有技术中不能实现车载变压器绝缘状态准确评估的问题。

为了实现上述目的，根据本发明的一个方面，提供了一种车载变压器油纸绝缘失效概率的确定方法，方法具体包括以下步骤：步骤S10：测试车载变压器油纸绝缘样品服役不同公里数后绝缘失效的水分含量、有机酸含量和糠醛含量，建立服役公里数关于水分含量、有机酸含量和糠醛含量的拟合函数；步骤S20：根据拟合函数建立车载变压器的威布尔分布概率密度函数，根据威布尔分布概率密度函数确定车载变压器的绝缘累积失效概率模型；步骤S30：结合绝缘累积失效概率模型，根据车载变压器实际服役的公里数，确定车载变压器油纸的失效概率。

进一步地，在步骤S10中还包括以下步骤：步骤S11：按照车载变压器绝缘失效服役公里数从小到大的原则，测试车载变压器油纸的不同绝缘失效服役公里数下对应的水分含量、有机酸含量和糠醛含量，拟合函数通过以下公式获得：f(t)＝e^WC-9.75lnWO+WK，WC为水分含量，WO为有机酸含量，WK为糠醛含量。

进一步地，在步骤S10中还包括以下步骤：步骤S12：对拟合函数进行归一化处理得到归一化第一拟合曲线，根据归一化第一拟合曲线建立车载变压器的威布尔分布概率密度函数。

进一步地，归一化第一拟合曲线通过以下公式获得：f(t_n)为第n个车载变压器的油纸绝缘寿命失效时最大服役公里数。

进一步地，威布尔分布概率密度函数通过以下公式获得：α为尺度参数，β为形状参数，γ为位置参数。

进一步地，步骤S20中还包括以下步骤：步骤21：根据威布尔分布概率密度函数确定分布函数F(f(t))，其中，α、β、γ为参数；步骤22：利用最大似然估计对参数α、β、γ进行参数估计得到公式L(α,β,γ)，其中，无约束优化模型公式为：根据公式L(α,β,γ)得到参数α的估计值为参数β的估计值为参数γ的估计值为步骤23：根据和确定绝缘累积失效概率模型。

进一步地，绝缘累积失效概率模型通过以下公式获得：或者f_c(t_x)为实际中测试车载变压器服役的公里数，k为f_c(t_x)归一化的系数，0＜k≤1。