电力变压器状态评估及预测方法的研究

电力变压器状态评估及预测方法的研究

发表时间：2018-12-24T15:46:52.440Z 来源：《电力设备》2018年第23期作者：智育伟史建文陈静源[导读] 摘要：电力变压器作为最重要与最关键的电力设备之一，其运行的稳定性和状态的健康性直接关系到电网系统的安全。

（固网山西省电力公司检修分公司山西省 030032）摘要：电力变压器作为最重要与最关键的电力设备之一，其运行的稳定性和状态的健康性直接关系到电网系统的安全。变压器一旦发生故障，不仅会让企业、国家蒙受巨大的经济损失，还会对社会造成巨大影响。因此，对电力变压器状态进行准确的评估，及时的发现其状态变化以及存在的安全隐患，不仅能为其状态检修提供重要依据，并且能够实现电力设备的状态检修，保证电力系统的稳定运行。

关键词：电力变压器；状态评估；预测方法 1电力变压器状态评估研究现状电力变压器作为最重要与最关键的电力设备之一，其运行的稳定性和状态的健康性直接关系到电网系统的安全。变压器一旦发生故障，不仅会让企业、国家蒙受巨大的经济损失，还会对社会造成巨大影响。因此，对电力变压器状态进行准确的评估，及时的发现其状态变化以及存在的安全隐患，不仅能为其状态检修提供重要依据，并且能够实现电力设备的状态检修，保证电力系统的稳定运行。虽然电力变压器状态评估越来越受到重视，但由于受到技术和条件等方面的限制，在状态评估中仍存在一些问题有：（1）构建变压器评估指标体系是状态评估的前提，只有建立了合理的、完整的指标体系，才能进行下一步的状态评估工作。但在目前国内外对指标体系的构建研究甚少，只是在评估的前面一笔带过，直接给出指标体系，有的指标体系缺乏合理性、有的缺乏理论性、有的全部靠主观因素构建指标体系，没有深入研究各指标的状态量对变压器故障的影响，因此在这样的指标体系下对变压器状态评估，只能评估出整体状态，不能找到导致该状态的原因，因此不能对状态检修起到指导作用。（2）在评估中指标权重的确定过多依赖主观因素，如专家经验法、层次分析法等，如果只根据主观因素确定权重，会导致评价结果不准确。在评估过程中应该以客观因素为主，主观因素为辅，主客观结合，才能得到合理、正确的评估结果。（3）在评估完成时，只给出评估的结果，没有指出造成这种评估结果的原因，不能为后续的状态检修工作提供帮助。 2电力变压器状态预测研究现状电力变压器的状态预测同样对变压器的状态检修极为重要，而且状态的预测一定会成为未来的重点研究方向。状态预测是根据历史和当前的状态通过数学工具来推测未来的状态。目前的预测技术主要有：基于回归分析法的预测技术、基于时间序列分析法的预测技术、基于神经网络的预测技术、基于专家系统的预测技术、基于灰色系统理论的预测技术以及基于优化组合理论的预测技术等。目前国内外对电力变压器的状态预测已经进行了一定的研究，但是对电力变压器的状态预测分析主要应用的是变压器中油中的溶解气体，没有对其他的指标进行预测。而且就目前而言，由于电力变压器油中溶解气体体积分数的检测会消耗大量的人力物力，所以它的定期检测周期会很长，这就导致了运行人员也不能及时有效的得到特征气体的体积分数，如果故障正好是在如此长的检测周期内发生的，那么就会造成巨大的损失。除此之外，电力变压器的油中特征气体的在线监测成本也很高，而且目前还没能完全实现所有的气体都能在线检测。因此，电力变压器的状态预测就显得十分的重要，可以根据历史数据来随时预测变压器的油中气体体积分数，这样就可以实现对电力变压器绝缘状态的实时评估；同时，通过对预测值和实际值的比较，可以监视电力变压器绝缘性能在这段时间内的变化情况，也可以为提前采取各种应对措施来降低电力变压器的损失提供理论依据，从而保证了电力变压器的安全、稳定运行。 3电力变压器状态预测步骤本节重点利用某电力变压器的测量数据对它的状态进行预测，并且验证其状态预测的正确性。验证过程中通过对比展示了平均弱化因子多参数预测的优势所在。现在总结预测及验证其可行性和优越性的大体步骤如下所示。（1）数据搜集：通过调查搜集某电力变压器的近期数据，重要包括有氢气、甲烷、乙烯、乙炔和乙烷的含量。（2）数据预处理：通过平均弱化因子算法对电力变压器数据进行预处理，并通过对比体现出其优越性，具体操作是：输入原始序列X(0)，并对其进行平均化生成序列W(0)。然后对评价序列W(0)进行弱化算子弱化，生成序列Z(0)。（3）数据预测：使用预处理后的数据应用到多参数灰色预测模型中（MGM(1，N)），并通过对比体现该模型比传统的GM(1，1)模型对预测精度的提高。（4）状态评估：将预测出来的数据依据TOSIS理论和三比值理论，对电力变压器的状态进行评估。（5）结果验证：通过与实际情况对比，验证对比预测结果的准确性。 4实例分析本论文采用某电力变压器的油色谱数据，本次数据来源于额定电压等级为220kV的电力变压器，数据采样时间为2010年4月16日到2010年6月15日，间隔时间为10天，特征气体中的H2、CH4、C2H4、C2H6、C2H2的含量原始数据如表所示。下面将采用不同的方式对这五种气体的数据进行预处理，并从曲线的平滑性和线性方面来比较它们的不同之处。为了能够看出特征气体的变化情况以及可以形成鲜明的对比，通过matlab仿真，得出气体的原始数据曲线、通过平均化预处理后的曲线（由公式所得）、通过弱化算子处理后的曲线（有公式所得）、以及通过平均弱化处理后的曲线（由公式所得）。接着用预测出来的数据通过理想点理论和三比值理论来评估电力变压器的状态情况。DGA工程上称色谱分析，是发现变压器故障的有效手段，油中溶解气体成分的相对数量和形成速率表征了变压器故障点能量的释放形式和故障严重程度。GB/T7252-2001《变压器油中溶解气体分析和判断导则》定义了油中溶解气体的若干故障状态和对应的三比值编码，文中选取三比值数据作为评价指标体系，以三比值编码作为评价目标等级，对变压器油中溶解气体的评价状态进行计算。

5结束语论文对电力变压器的状态进行了评估和预测，建立了比较系统的状态评估指标体系，并且对变压器状态的评估和预测都做了实例论证，最终确定了改进的评估和预测方法真实有效，具有科学性。参考文献