基于多參數(shù)的電力變壓器運(yùn)行故障綜合診斷方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明屬于變壓器在線監(jiān)測技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種基于多參數(shù)的電力變壓器運(yùn) 行故障綜合診斷方法。
【背景技術(shù)】
[0002] 隨著電網(wǎng)建設(shè)的高速發(fā)展，我國電網(wǎng)已從城市孤立電網(wǎng)，發(fā)展成為大區(qū)電網(wǎng)，西電 東送，南北互供，全國聯(lián)網(wǎng)的格局正在形成。電力系統(tǒng)是一個由眾多發(fā)、送、輸、配、用電設(shè)備 連接而成的大系統(tǒng)，這些設(shè)備的可靠性及運(yùn)行狀況直接決定整個系統(tǒng)的穩(wěn)定和安全，也決 定著供電質(zhì)量和供電可靠性，變壓器是電力系統(tǒng)中擔(dān)負(fù)電壓變換、電能傳輸和終端分配的 電力設(shè)備。其正常可靠運(yùn)行是保證整個電網(wǎng)穩(wěn)定運(yùn)行的主要原因之一。但由于電力變壓器 結(jié)構(gòu)復(fù)雜，而且電力變壓器的故障往往由多種原因引起，不同故障所表現(xiàn)出的征兆有時具 有相似性、隨機(jī)性、人為的干擾因素以及診斷設(shè)備和手段存在的誤差等因素，運(yùn)行中的變壓 器面臨著日益嚴(yán)重的如設(shè)備故障和絕緣老化問題，一旦發(fā)生事故造成設(shè)備資產(chǎn)及大面積停 電等巨大損失。目前，傳統(tǒng)變壓器故障診斷方法存在編碼不全，不能涵蓋所有變壓器可能出 現(xiàn)的故障。單一智能故障診斷方法存在初始參數(shù)設(shè)定困難，泛化能力較差等問題，制約了故 障診斷準(zhǔn)確率的提升。因此，對電力變壓器進(jìn)行深入的故障診斷研宄，對指導(dǎo)變壓器的運(yùn)行 維護(hù)和狀態(tài)檢修具有重要的理論和實際意義。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003] 本發(fā)明的目的是提供一種基于多參數(shù)的電力變壓器運(yùn)行故障綜合診斷方法，能夠 更加準(zhǔn)確和快速的對變壓器故障狀態(tài)進(jìn)行整體綜合判定。
[0004] 本發(fā)明的技術(shù)方案是，基于多參數(shù)的電力變壓器運(yùn)行故障綜合診斷方法，具體按 照以下步驟實施：
[0005] 步驟1，對變壓器的各項運(yùn)行參數(shù)的數(shù)據(jù)采集與處理，得到輸入?yún)?shù)：x' =
[0006] 步驟2,利用單方面特征量對變壓器進(jìn)行初步狀態(tài)評估，判斷變壓器是否故障或者 正常運(yùn)行老化；
[0007] 步驟3,進(jìn)行綜合故障診斷，若在步驟2中初步判斷變壓器異常，則采用基于ID3算 法生成決策樹利用多個參數(shù)對變壓器進(jìn)行故障綜合診斷。
[0008] 本發(fā)明的特點還在于，
[0009] 其中，步驟1具體步驟如下：
[0010] 步驟1.1，進(jìn)行在線或離線數(shù)據(jù)的采集，通過各種在線監(jiān)測得到在線數(shù)據(jù)或者通過 變壓器預(yù)防性試驗、停電所做的一些常規(guī)試驗得到定期或不定期的試驗數(shù)據(jù)；
[0011] 需要采集的數(shù)據(jù)包括：繞組直流電阻久），繞組絕緣電阻（x2)，鐵芯接地電流 (x3)，油擊穿電壓（x4)，油中微水（x5)，油中糠醛（x6)，油中溶解氣體組分含量（x7)。
[0012] 步驟1. 2,參數(shù)計算，變壓器運(yùn)行狀態(tài)的有些參數(shù)數(shù)據(jù)不能直接測得，需要用試驗 數(shù)據(jù)計算得到；
[0013] 需要計算得到的參數(shù)數(shù)據(jù)包括：繞組吸收比（X8)為在同一次試驗中，60秒絕緣電 阻值與15秒絕緣電阻值的比值；繞組極化指數(shù)（X9)為絕緣電阻在10分鐘時的值與在1分 鐘時的值的比值；繞組介質(zhì)損耗因數(shù)（X1CI)、電容型套管介質(zhì)損耗因數(shù)（Xn)、油介質(zhì)損耗因 數(shù)（X12)都等于被測試品的有功功率與無功功率值之比；
[0014] 步驟1. 3,參數(shù)換算，即將步驟1. 1和步驟1. 2中的部分試驗數(shù)據(jù)或參數(shù)換算成同 一環(huán)境溫度下的數(shù)據(jù)，具體需要換算數(shù)據(jù)包括：
[0015]a)將不同溫度下繞組直流電阻按
【主權(quán)項】
1. 基于多參數(shù)的電力變壓器運(yùn)行故障綜合診斷方法，其特征在于，具體按照以下步驟 實施： 步驟1，對變壓器的各項運(yùn)行參數(shù)的數(shù)據(jù)采集與處理，得到輸入?yún)?shù)：x' = 步驟2,利用單方面特征量對變壓器進(jìn)行初步狀態(tài)評估，判斷變壓器是否故障或者正常 運(yùn)行老化； 步驟3,進(jìn)行綜合故障診斷，若在步驟2中初步判斷變壓器異常，則采用基于ID3算法生 成決策樹利用多個參數(shù)對變壓器進(jìn)行故障綜合診斷。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于多參數(shù)的電力變壓器運(yùn)行故障綜合診斷方法，其特征在 于，所述的步驟1具體步驟如下： 步驟1. 1，進(jìn)行在線或離線數(shù)據(jù)的采集，通過各種在線監(jiān)測得到在線數(shù)據(jù)或者通過變壓 器預(yù)防性試驗、停電所做的一些常規(guī)試驗得到定期或不定期的試驗數(shù)據(jù)； 需要采集的數(shù)據(jù)包括：繞組直流電阻（X1),繞組絕緣電阻（X2)，鐵芯接地電流（X3)，油 擊穿電壓（X4)，油中微水（X5)，油中糠醛（X6)，油中溶解氣體組分含量（X 7); 步驟1. 2,參數(shù)計算，變壓器運(yùn)行狀態(tài)的有些參數(shù)數(shù)據(jù)不能直接測得，需要用試驗數(shù)據(jù) 計算得到； 需要計算得到的參數(shù)數(shù)據(jù)包括：繞組吸收比（X8)為在同一次試驗中，60秒絕緣電阻值 與15秒絕緣電阻值的比值；繞組極化指數(shù)（X9)為絕緣電阻在10分鐘時的值與在1分鐘 時的值的比值；繞組介質(zhì)損耗因數(shù)（X ltl)、電容型套管介質(zhì)損耗因數(shù)（X11)、油介質(zhì)損耗因數(shù) (X12)都等于被測試品的有功功率與無功功率值之比； 步驟1. 3,參數(shù)換算，即將步驟I. 1和步驟1. 2中的部分試驗數(shù)據(jù)或參數(shù)換算成同一環(huán) 境溫度下的數(shù)據(jù)，具體需要換算數(shù)據(jù)包括： a) 將不同溫度下繞組直流電阻按
進(jìn)行修正，其中&和R2分別為在溫度 tpt2時的阻值；Tk為計算用常數(shù)，銅導(dǎo)線取235,鋁導(dǎo)線取225 ;1^對應(yīng)步驟I. 1中X1,R2對 應(yīng)修正后的阻值X/ ; b) 將不同溫度下絕緣電阻按& = & x 進(jìn)行換算；其中札和R 2分別為在溫度t n 七2時的阻值；R i對應(yīng)步驟I. 1中X 2, R2對應(yīng)修正后的阻值X2' ； c) 不同溫度下介質(zhì)損耗因數(shù)按tan汰χ? j iu進(jìn)行換算；其中tan δ丨和tan δ 2 分別為在溫度h、t2時的介質(zhì)損耗因數(shù)，步驟I. 1中的X 1(|、X1JP X 12可對應(yīng)tan δ i，換算后 的介質(zhì)損耗因數(shù)X1Q'、X1/、X12'對應(yīng)tan δ 2; d) 按照min-max歸一化方法將油中溶解氣體含量歸一化到[0,1]范圍內(nèi)；采用公式 datanew= (data OT-min)/(max-min)，其中，dataOT是原始數(shù)據(jù)，min是原始數(shù)據(jù)中的最小值， max是原始數(shù)據(jù)中的最大值，datanew為歸一化后的數(shù)據(jù)，范圍為[0, 1]; 最終，得到輸入?yún)?shù)：x' = {X/，x2'，X3,…，V，V x12'}。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于多參數(shù)的電力變壓器運(yùn)行故障綜合診斷方法，其特征在 于，所述的步驟2具體按照以下步驟實施： 步驟2. 1，電氣監(jiān)測量、油化特征量的比較與分析；將試驗數(shù)據(jù)或換算后的數(shù)據(jù)與規(guī)程 規(guī)定的標(biāo)準(zhǔn)試驗數(shù)據(jù)以及各項指標(biāo)比較；具體涉及到修正后的繞組直流電阻（V )，修正后 的繞組絕緣電阻（X2'）、吸收比（X8)和極化指數(shù)（X9)，修正后的繞組介損（X lt;)，修正后的 電容型套管介損（X1/)，鐵芯接地電流（X3)，油擊穿電壓（X 4)，油中微水（X5)，修正后的油介 損（X12'），油中糠醛（X 6);將以上這些單方面特征量與DL/596-1996《電力設(shè)備預(yù)防性試驗 規(guī)程》、《設(shè)備狀態(tài)檢修規(guī)章制度和技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)匯編》和Q/GDW169-2008《油浸式變壓器（斷路 器）狀態(tài)評價導(dǎo)則》中的相關(guān)設(shè)定值A(chǔ)進(jìn)行對照，若不符合要求，即\>化或X 則變壓器 存在異常；得到閾值診斷結(jié)果：Ya= {Y i，Y2, Y3，…，Y12}; 步驟2. 2,采用經(jīng)典A