基于數(shù)據(jù)挖掘的變壓器家族性缺陷的預(yù)警方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明屬于電力變壓器狀態(tài)評估技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種基于數(shù)據(jù)挖掘的變壓器 家族性缺陷的預(yù)警方法。
【背景技術(shù)】
[0002] 電氣設(shè)備的可靠性直接影響電力系統(tǒng)的安全運(yùn)行。部分電氣設(shè)備由于設(shè)計(jì)、材質(zhì)、 制作工藝等因素存在家族性缺陷，導(dǎo)致投運(yùn)后故障率明顯偏高。傳統(tǒng)的電氣設(shè)備家族性缺 陷診斷主要由專家主觀確定，缺乏定量標(biāo)準(zhǔn)，且反映不夠及時(shí)。隨著，電力公司一體化數(shù)據(jù) 平臺的建立，相關(guān)的廠家、型號、批次等電氣設(shè)備管理信息和設(shè)備故障等運(yùn)行信息實(shí)現(xiàn)了關(guān) 聯(lián)，為基于數(shù)據(jù)挖掘識別家族性缺陷提供了技術(shù)支撐。
[0003] 變壓器是電力系統(tǒng)的樞紐設(shè)備，由本體、套管、冷卻器系統(tǒng)、非電量保護(hù)、分接開關(guān) 等部件構(gòu)成，由于變壓器涉及的零部件較多，其出現(xiàn)家族性缺陷的概率較高，是重點(diǎn)監(jiān)測的 對象。據(jù)統(tǒng)計(jì)，110kV及以上的變壓器，77. 3%的變壓器故障是廠商制造原因引起的。目前， 針對變壓器家族的性缺陷識別，傳統(tǒng)識別方法普遍基于靜態(tài)數(shù)據(jù)，未考慮每年變壓器的新 裝和退出運(yùn)行，影響性缺陷識別的準(zhǔn)確性。
[0004] 目前，江蘇省電力公司在全國率先構(gòu)建了一體化數(shù)據(jù)平臺，在安全I(xiàn)II區(qū)建立了 數(shù)據(jù)倉庫，將全省配電管理系統(tǒng)、設(shè)備管理系統(tǒng)、配電自動(dòng)化系統(tǒng)等系統(tǒng)信息統(tǒng)一匯集于數(shù) 據(jù)倉庫，為跨系統(tǒng)的應(yīng)用開發(fā)提供了統(tǒng)一的平臺支撐，為變壓器家族性缺陷的研究提供數(shù) 據(jù)支撐。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005] 本發(fā)明所解決的技術(shù)問題是克服傳統(tǒng)識別方法普遍基于靜態(tài)數(shù)據(jù)，未考慮每年變 壓器的新裝和退出運(yùn)行，影響性缺陷識別的準(zhǔn)確性的問題。本發(fā)明的基于數(shù)據(jù)挖掘的變壓 器家族性缺陷的預(yù)警方法，基于電力公司一體化數(shù)據(jù)平臺，通過數(shù)據(jù)挖掘獲得變壓器廠家、 型號設(shè)備管理信息和設(shè)備缺陷信息，分析了變壓器家族性缺陷表征，可作為變壓器招標(biāo)采 購的一個(gè)依據(jù)，并合理調(diào)配變壓器運(yùn)行，在可能的情況下，適度降低預(yù)警變壓器負(fù)荷率，盡 快安排預(yù)警變壓器的檢修，具有良好的應(yīng)用前景。
[0006] 為了解決達(dá)到上述目的，本發(fā)明所采用的技術(shù)方案是：
[0007] -種基于數(shù)據(jù)挖掘的變壓器家族性缺陷的預(yù)警方法，其特征在于：包括以下步驟，
[0008] 步驟（1)，從數(shù)據(jù)庫服務(wù)器中讀入變壓器家族性缺陷判斷的相關(guān)信息，包括變壓器 的廠商、型號、運(yùn)行年限以及變壓器缺陷；
[0009] 步驟（2)，根據(jù)運(yùn)行年限、電壓等級、部件，統(tǒng)計(jì)變壓器的平均缺陷率α，計(jì)算對應(yīng) 廠商型號的變壓器年平均缺陷率β，將對應(yīng)廠商型號的變壓器年平均缺陷率β與對應(yīng)的 變壓器平均缺陷率α比較，計(jì)算得到比較系數(shù)k;
[0010] 步驟（3)，計(jì)算變壓器的缺陷集中度指標(biāo)ri，修正比較系數(shù)k，獲取修正比較系數(shù) ki；
[0011] 步驟（4)，根據(jù)修正比較系數(shù)ki，計(jì)算判斷家族性缺陷的可信度，確定變壓器家族 性風(fēng)險(xiǎn)等級；
[0012] 步驟（5)，將步驟（4)確定的變壓器家族性風(fēng)險(xiǎn)等級，推送各電力部門的采購部 分，抽取出正運(yùn)行在高風(fēng)險(xiǎn)年限的家族性缺陷的變壓器，提供給電力維修部門，提高變壓器 的可靠性。
[0013] 前述的基于數(shù)據(jù)挖掘的變壓器家族性缺陷的預(yù)警方法，其特征在于：根據(jù)公式 (1)，計(jì)算得到比較系數(shù)k，
[0014] (1)。
[0015] 前述的基于數(shù)據(jù)挖掘的變壓器家族性缺陷的預(yù)警方法，其特征在于：步驟（3)計(jì) 算變壓器的缺陷集中度指標(biāo)η，修正比較系數(shù)k，獲取修正比較系數(shù)h，包括以下步驟，
[0016] (1)，統(tǒng)計(jì)該型號的變壓器N個(gè)缺陷發(fā)生于Μ臺設(shè)備上，其中，N彡M，根據(jù)公式（2)， 得到變壓器的缺陷集中度指標(biāo)η，
[0017] n=N/M
[0018] (2)
[0019] 其中，缺陷集中度指標(biāo)η的最低為1，集中度越高表示家族性缺陷的判斷偏差越 大；
[0020](2)，采用修正系數(shù)對比較系數(shù)k進(jìn)行修正，修正系數(shù)為％/$\將變壓器比較系數(shù)k 除以修正系數(shù)，修正比較系數(shù)k1;
[0021] (3)，若修正比較系數(shù)4超過閾值，則判斷為變壓器存在家族性缺陷。
[0022]前述的基于數(shù)據(jù)挖掘的變壓器家族性缺陷的預(yù)警方法，其特征在于：步驟（4)，根 據(jù)修正比較系數(shù)h，計(jì)算判斷家族性缺陷的可信度，確定變壓器家族性風(fēng)險(xiǎn)等級，同型號變 壓器臺數(shù)越多，年缺陷率越平穩(wěn)，判斷結(jié)果可信度越高，具體包括以下步驟，
[0023] (1)設(shè)ΧρX2，…，Xn分為同型號中η臺變壓器的年缺陷率，η為樣本容量，該變壓 器的年缺陷率為EXk=μ，方差為DXK=σ2,其中，k=l，2,3,…η，根據(jù)中心極限定理，若 η趨于無窮大時(shí)，根據(jù)公式（3)，得到正態(tài)分布Ζη，
[0024] ，.一 Γ3)
[0025] 其中，Ζη為正態(tài)分布Ν(μdJ，參數(shù)μi的置信度為（l-α)的置信區(qū)間，如公式 ⑷所=
[0026] '上 ，.· -ζ (?)；
[0027] (2)，在置信度（l-α)確定情況下，通過增加樣本容量η，來減小置信區(qū)間長度，提 高估計(jì)精確度；
[0028] (3)，Ν(μuσD取標(biāo)準(zhǔn)正態(tài)分布Ν(0, 1)，置信度為0. 8,則平均缺陷率α取〇. 2， 通過公式（3)的計(jì)算，當(dāng)n= 18時(shí)，置信區(qū)間符合工程要求，選擇變壓器的樣本容量η大于 18時(shí)，家族性缺陷判斷結(jié)果的置信度大于0. 8 ;
[0029] (4)，若修正比較系數(shù)h大于1，且置信度大于0. 8,則此型號的變壓器處于高風(fēng)險(xiǎn) 家族性缺陷；若修正比較系數(shù)h大于1，置信度小于0. 8,則此型號的變壓器要加強(qiáng)跟蹤；若 修正比較系數(shù)h小于1，則此型號的變壓器處于低風(fēng)險(xiǎn)家族性缺陷。
[0030] 本發(fā)明的有益效果是：本發(fā)明的基于數(shù)據(jù)挖掘的變壓器家族性缺陷的預(yù)警方法， 基于電力公司一體化數(shù)據(jù)平臺，通過數(shù)據(jù)挖掘獲得變壓器廠家、型號設(shè)備管理信息和設(shè)備 缺陷信息，提出了將設(shè)備廠家、型號的年缺陷率和平均缺陷率進(jìn)行比較判斷其家族性缺陷， 提出故障集中度指標(biāo)，修正非家族性缺陷故障對結(jié)果的影響，提出可信度指標(biāo)，反映樣本數(shù) 量對判斷結(jié)果的影響建立了變壓器家族性缺陷預(yù)警系統(tǒng)，開發(fā)了預(yù)警平臺，對運(yùn)行在高風(fēng) 險(xiǎn)年限的變壓器進(jìn)行預(yù)警，同時(shí)為設(shè)備采購部門提供生產(chǎn)企業(yè)、型號質(zhì)量信息。本發(fā)明所提 的家族性缺陷預(yù)警方法，運(yùn)行表明，該缺陷預(yù)警系統(tǒng)具有工程適用性和實(shí)用性，并具有以下 作用，
[0031] (1)為采購管理部門提供各廠家、型號變壓器質(zhì)量相關(guān)信息，并將其作為設(shè)備招標(biāo) 采購的一個(gè)依據(jù)，從源頭上提高變壓器及其配件的質(zhì)量；
[0032] (2)為運(yùn)行維護(hù)部門提供正在運(yùn)行的變壓器相關(guān)信息，合理調(diào)配變壓器運(yùn)行，在可 能的情況下，適度降低預(yù)警變壓器負(fù)荷率，盡快安排預(yù)警變壓器的檢修，并備足配件。
【附圖說明】
[0033] 圖1是本發(fā)明的用于含統(tǒng)一潮流控制器的輸電線路的距離保護(hù)方法的流程圖。
【具體實(shí)施方式】
[0034] 下面將結(jié)合說明書附圖，對本發(fā)明作進(jìn)一步的說明。
[0035] 本發(fā)明的基于數(shù)據(jù)挖掘的變壓器家族性缺陷的預(yù)警方法，基于電力公司一體化數(shù) 據(jù)平臺，通過數(shù)據(jù)挖掘獲得變壓器廠家、型號設(shè)備管理信息和設(shè)備缺陷信息，分析了變壓器 家族性缺陷表征，可作為變壓器招標(biāo)采購的一個(gè)依據(jù)，并合理調(diào)配變壓器運(yùn)行，在可能的情 況下，適度降低預(yù)警變壓器負(fù)荷率，盡快安排預(yù)警變壓器的檢修，如圖1所示，包括以下步 驟，
[0036] 步驟（1)，從數(shù)據(jù)庫服務(wù)器中讀入變壓器家族性缺陷判斷的相關(guān)信息，包括變壓器 的廠商、型號、運(yùn)行年限以及變壓器缺陷，數(shù)據(jù)庫服務(wù)器為現(xiàn)階段的電力公司一體化數(shù)據(jù)平 臺；
[0037] 步驟（2)，根據(jù)運(yùn)行年限、電壓等級、部件，統(tǒng)計(jì)變壓器的平均缺陷率α，計(jì)算對應(yīng) 廠商型號的變壓器年平均缺陷