CN112965011A - 一种电力变压器状态评估方法及装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种电力变压器状态评估方法及装置，包括：基于电力变压器的每一个待检测部位的评估参量对所述每一个待检测部位进行检测，得到检测结果；根据所述检测结果，对所述待检测部位进行质量评估，得到所述待检测部位的每一个评估参量的评估等级；确定与所述评估参量对应的参量分值G_i、归一权重W_i以及加重权重W_e,i；根据所述参量分值G_i、归一权重W_i以及加重权重W_e,i得到所述待检测设备的评级分值。通过本发明可以向运行维护人员提供更为全面的信息，以便在诊断电力变压器设备时的辅助决策。

Description

一种电力变压器状态评估方法及装置

技术领域

本发明涉及电网设备安全技术领域，具体地说，涉及一种电力变压器状态评估方法及装置。

背景技术

电力变压器作为电网的关键部件，在电能的输送和分配中起着至关重要的作用，它的可靠性是电力系统安全稳定运行的重要保证。因此，确定电力变压器的运行状态极为重要，它是发现设备问题并及时干预的前提，对降低变压器绝缘的失效率、延长设备的使用寿命、提高电网系统的可靠性有着重要意义。

目前，随着无人值守变电站的推进与发展，对变电站设备的运维管理水平提出了更高的要求，特别是对于电力变压器。但是，现有的电力变压器状态异常诊断只能由有限的某几种技术方法单独分析，电力变压器的状态评估体系还需要进一步完善。除了电力部门已经广泛使用的《电力变压器检修导则》和《电气设备预防试验规程》外，目视检查和局部检查能够作为一种变压器状态预知性诊断方法，通过与常规的评估方法整合，更好地帮助检修人员监测和评估电力变压器的运行状况，用于指导决策，尽可能减少电力变压器的非计划停运次数，提升电力变压器的现代化管理水平，提高电网系统的可靠性。

发明内容

鉴于以上所述现有技术的缺点，本发明的目的在于提供一种电力变压器状态评估方法及装置，用于解决现有技术存在的问题。

为实现上述目的及其他相关目的，本发明提供一种电力变压器状态评估方法，包括：

基于电力变压器的每一个待检测部位的评估参量对所述每一个待检测部位进行检测，得到检测结果；

根据所述检测结果，对所述待检测部位进行质量评估，得到所述待检测部位的每一个评估参量的评估等级；

确定与所述评估等级对应的参量分值G_i、归一权重W_i以及加重权重W_e,i；

根据所述参量分值G_i、归一权重W_i以及加重权重W_e,i得到所述待检测设备的评级分值。

可选地，还包括：根据所述评级分值生成针对待检测设备的设备操作建议。

可选地，所述根据所述参量分值G_i、归一权重W_i以及加重权重W_e,i得到所述待检测设备的评级分值，包括：

通过式(1)计算每个待检测部位的归一化评级分值G_C；

其中，G_i为第i行的参量分值，W_i为第i个评估等级的归一化权重，W_e,i为第i个评估等级的加重权重，m＜i＜n；

通过式(2)计算每个待检测部位的权重：

对每个待检测部位的归一化评级分值G_C进行加权求和并归一化,得到所述待检测设备的评级分值T_final；

其中，C是待检测部位的计数。

可选地，所述待检测部位至少包括以下之一：油箱和结构件、套管、冷却系统、绝缘油和密封系统、分接开关、保护控制系统。

为实现上述目的及其他相关目的，本发明提供一种电力变压器状态评估装置，包括：

检测模块，用于基于电力变压器的每一个待检测部位的评估参量对所述每一个待检测部位进行检测，得到检测结果；

第一评估模块，用于根据所述检测结果，对所述待检测部位进行质量评估，得到所述待检测部位的每一个评估参量的评估等级；所述第一评估模块还用于确定与所述评估等级对应的参量分值G_i、归一权重W_i以及加重权重W_e,i；

第二评估模块，用于根据所述参量分值G_i、归一权重W_i以及加重权重W_e,i得到所述待检测设备的评级分值。

如上所述，本发明提供的一种电力变压器状态评估方法及装置，具有以下有益效果：

通过本发明可以向运行维护人员提供更为全面的信息，以便在诊断电力变压器设备时的辅助决策。

附图说明

图1为本发明一实施例一种电力变压器状态评估方法的流程图。

具体实施方式

以下通过特定的具体实例说明本发明的实施方式，本领域技术人员可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本发明的其他优点与功效。本发明还可以通过另外不同的具体实施方式加以实施或应用，本说明书中的各项细节也可以基于不同观点与应用，在没有背离本发明的精神下进行各种修饰或改变。需说明的是，在不冲突的情况下，以下实施例及实施例中的特征可以相互组合。

需要说明的是，以下实施例中所提供的图示仅以示意方式说明本发明的基本构想，遂图式中仅显示与本发明中有关的组件而非按照实际实施时的组件数目、形状及尺寸绘制，其实际实施时各组件的型态、数量及比例可为一种随意的改变，且其组件布局型态也可能更为复杂。

如图1所示，本申请实施例提供一种电力变压器状态评估方法，包括：

S11基于电力变压器的每一个待检测部位的评估参量对所述每一个待检测部位进行检测，得到检测结果；

S12根据所述检测结果，对所述待检测部位进行质量评估，得到所述待检测部位的每一个评估参量的评估等级；

S13确定与所述评估参量对应的参量分值G_i、归一权重W_i以及加重权重W_e,i；

S14根据所述参量分值G_i、归一权重W_i以及加重权重W_e,i得到所述待检测设备的评级分值。

本发明提出了一套电力变压器状态综合评估的指标体系，并通过归一化双加权求和分析法对被评估的评估等级进行处理，可得出变压器评分等级，帮助运维人员直观了解变压器的工况状态，对工作人员下一步采取的运行维护决策具有指导意义。建立的电力变压器状态评估模型将各个评估等级、每种评估等级分类和行动建议关联起来，充分考虑评估结果较差的指标对综合诊断结果带来的影响，可提高诊断的准确性，且可利用数字化工具实现其在电力变压器这种高成本的、对电网具有战略意义的设备上的全面应用。

在一实施例中，所述待检测部位至少包括以下之一：油箱和结构件、套管、冷却系统、绝缘油和密封系统、分接开关、保护控制系统。本实施例以六个待检测部位进行说明。

其中，在对油箱和结构件的物理机械状况进行检测时，需要检测的项目包括：油箱外表锈蚀情况，漆膜完好程度；油箱、散热器、油枕的腐蚀情况；各部位连接、螺拴拧紧、部位固定情况，紧固楔垫排列整齐变形情况；运行中的振动和噪声、外部连接和内部结构松动、外部机械变形情况；接地良好情况；电势均衡情况；变压器铭牌完好且其上所列各项技术参数与实际情况是否一致；阀门操作正常(采取油样、散热器等)。

在对套管进行检测时，需要检测的项目包括：套管的清洁度；伞裙损坏及瓷套表面裂纹、破损情况；套管的漏油情况；套管油位情况；高压、中压和低压套管的连接情况；套管电流互感器的二次侧。

在对冷却系统进行检测时，需要检测的项目包括：风冷却器风扇运行是否正常(流量、噪音、振动)；油泵运行是否正常(流量、噪音、振动)；散热器运行是否正常、阀门位置开启情况。

在对绝缘油和密封系统进行检测时，需要检测的项目包括：主油箱的油位情况；绝缘油的泄漏情况；绝缘油密封系统状况；使用惰性气体正压保持情况；变压器油隔膜、油袋和空气干燥装置状况。

在对分接开关进行检测时，需要检测的项目包括：有载分接开关控制柜的清洁度；有载分接开关的是否正常运行；有载分接开关的空气干燥装置(状态、硅胶和滤油器)情况；端部、分接开关的连接状态；有载分接开关柜的耐热性；无载分接开关的位置是否正确；有载分接开关的位置是否正确。

在对保护和控制系统进行检测时，需要检测的项目包括：变压器控制柜(清洁度和密封性) 情况；电阻加热器是否正常；端子、保护和控制系统的连接状况；主油箱和有载分接开关的油位测量和操作是否正常；压力释放装置和压力释放阀指示信号/状态情况；流量开关继电器控制指示信号、触点和动作情况；气体积聚情况、气体继电器触点开闭动作情况；储油器密封膜的破裂情况指示信号情况；功率因数及套管容性抽头的电容值的测量和状态；光纤系统的连接和状态。

在对上述每一个待检测部位进行检测时，可以采用包括但不限于图像采集、声音采集、振动信号采集，或利用其他现有技术的方式对其他信号进行采集等来对所述每一个待检测部位进行检测。然后通过将采集的信息与设定的标准信息进行比较，得到评估等级。

在对每一个待检测部位进行检测时，每一项检测项目都是一个评估参量。

表1 电力变压器状态评估方法的评估参量(检测项目)

在一实施例中，通过公式(1)计算每个待检测部位的归一化评级分值：

其中，G_i为第i个评估参量的参量分值，(见表2)；W_i为第i个评估参量的归一化权重(见表2)；W_e,i为第i个评估参量的加重权重(见表2)，其目的是帮助充分考虑评估结果较差的指标对综合诊断结果带来的影响；m为该类第一个评估参量；n为该类最后一个评估参量，m＜i＜n；

通过用公式(2)计算每个待检测部位的权重：

其中，W_i为每一个待检测部位的权重，i是评估参量的计数；

对每个待检测部位的归一化评级分值G_C进行加权求和并归一化,得到所述待检测设备的评级分值T_final；本发明将变压器的工况状态共划分为五个等级，即：优秀、良好、注意、恶化、严重，并向运维人员提供了相对应的行动建议(见表3)。

其中，C是待检测部位的计数，W_c是根据公式(2)计算出的待检测部位的权重。

表2 评估等级的分值和权重

表3 变压器状态评估结果等级分类及行动建议

下面结合真实案例对本发明作进一步说明。将本发明应用于一台33MVA，133kV/13kV 三相电力变压器的状态评估，通过与常规的评估方法整合比较，运维人员成功判断了该台变压器的故障。表4总结了该台电力变压器各种预知性诊断方法的评估结果。

比较分析表4中总结的各种预知性诊断方法的评估结果，可以得知：基于目视检查和局部检查的评估结果，该台电力变压器的状态评估等级为D(恶化)，且油中溶解气体分析评估等级为C(注意)。结合该电力变压器的30年的运行历史，运维人员给出的最终评定等级为D (恶化)，并决定限制其负载，以使绕组温度小于100℃，油温小于85℃。

可以看出，本发明在这个案例中对变压器的最终评估结果具有决定性的意义。通过此次检查，建议为该台变压器安排一项短期的干预维修，以处理本次检查中报告的异常现象：(1) 绝缘油密封系统不佳，绝缘油泄漏到气体继电器和散热器调节器(蝶阀)中，衬套中有油泥； (2)主油箱和有载分接开关柜箱体内的的空气干燥器(硅胶)状况不佳。需要注意的是，该变压器没有密封系统(袋或膜)，因此容易发生水分渗透，导致绝缘系统退化；(3)十个风扇中有四个严重生锈。建议对所有风扇进行紧急的一般性维护，因为它们的效率低下会提高变压器的工作温度，从而导致设备损坏以及缩短设备使用寿命。

表4 多种变压器预知性诊断方法的结果总结

本申请一实施例还提供一种电力变压器状态评估装置，包括：

检测模块，用于对待检测设备的待检测部位进行检测，得到检测结果；

第一评估模块，用于根据所述检测结果，对所述待检测部位进行质量评估，得到所述待检测部位的评估等级；所述第一评估模块还用于确定与所述评估等级对应的参量分值G_i、归一权重W_i以及加重权重W_e,i；

第二评估模块，用于根据所述参量分值G_i、归一权重W_i以及加重权重W_e,i得到所述待检测设备的评级分值。

所属领域的技术人员可以清楚地了解到，为了描述的方便和简洁，仅以上述各功能单元、模块的划分进行举例说明，实际应用中，可以根据需要而将上述功能分配由不同的功能单元、模块完成，即将所述装置的内部结构划分成不同的功能单元或模块，以完成以上描述的全部或者部分功能。实施例中的各功能单元、模块可以集成在一个处理单元中，也可以是各个单元单独物理存在，也可以两个或两个以上单元集成在一个单元中，上述集成的单元既可以采用硬件的形式实现，也可以采用软件功能单元的形式实现。另外，各功能单元、模块的具体名称也只是为了便于相互区分，并不用于限制本申请的保护范围。上述系统中单元、模块的具体工作过程，可以参考前述方法实施例中的对应过程，在此不再赘述。

在上述实施例中，对各个实施例的描述都各有侧重，某个实施例中没有详述或记载的部分，可以参见其它实施例的相关描述。

本领域普通技术人员可以意识到，结合本文中所公开的实施例描述的各示例的单元及算法步骤，能够以电子硬件、或者计算机软件和电子硬件的结合来实现。这些功能究竟以硬件还是软件方式来执行，取决于技术方案的特定应用和设计约束条件。专业技术人员可以对每个特定的应用来使用不同方法来实现所描述的功能，但是这种实现不应认为超出本发明的范围。

在本发明所提供的实施例中，应该理解到，所揭露的装置/终端设备和方法，可以通过其它的方式实现。例如，以上所描述的装置/终端设备实施例仅仅是示意性的，例如，所述模块或单元的划分，仅仅为一种逻辑功能划分，实际实现时可以有另外的划分方式，例如多个单元或组件可以结合或者可以集成到另一个系统，或一些特征可以忽略，或不执行。另一点，所显示或讨论的相互之间的耦合或直接耦合或通讯连接可以是通过一些接口，装置或单元的间接耦合或通讯连接，可以是电性，机械或其它的形式。

所述作为分离部件说明的单元可以是或者也可以不是物理上分开的，作为单元显示的部件可以是或者也可以不是物理单元，即可以位于一个地方，或者也可以分布到多个网络单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部单元来实现本实施例方案的目的。

另外，在本发明各个实施例中的各功能单元可以集成在一个处理单元中，也可以是各个单元单独物理存在，也可以两个或两个以上单元集成在一个单元中。上述集成的单元既可以采用硬件的形式实现，也可以采用软件功能单元的形式实现。

所述集成的模块/单元如果以软件功能单元的形式实现并作为独立的产品销售或使用时，可以存储在一个计算机可读取存储介质中。基于这样的理解，本发明实现上述实施例方法中的全部或部分流程，也可以通过计算机程序来指令相关的硬件来完成，所述的计算机程序可存储于一计算机可读存储介质中，该计算机程序在被处理器执行时，可实现上述各个方法实施例的步骤。其中，所述计算机程序包括计算机程序代码，所述计算机程序代码可以为源代码形式、对象代码形式、可执行文件或某些中间形式等。所述计算机可读介质可以包括:能够携带所述计算机程序代码的任何实体或装置、记录介质、U盘、移动硬盘、磁碟、光盘、计算机存储器、只读存储器(ROM,Read-Only Memory)、随机存取存储器((RAM,Random Access Memory)、电载波信号、电信信号以及软件分发介质等。

上述实施例仅例示性说明本发明的原理及其功效，而非用于限制本发明。任何熟悉此技术的人士皆可在不违背本发明的精神及范畴下，对上述实施例进行修饰或改变。因此，举凡所属技术领域中具有通常知识者在未脱离本发明所揭示的精神与技术思想下所完成的一切等效修饰或改变，仍应由本发明的权利要求所涵盖。

Claims (5)

1.一种电力变压器状态评估方法，其特征在于，包括：

基于电力变压器的每一个待检测部位的评估参量对所述每一个待检测部位进行检测，得到检测结果；

根据所述检测结果，对所述待检测部位进行质量评估，得到所述待检测部位的每一个评估参量的评估等级；

确定与所述评估等级对应的参量分值G_i、归一权重W_i以及加重权重W_e,i；

根据所述参量分值G_i、归一权重W_i以及加重权重W_e,i得到所述待检测设备的评级分值。

2.根据权利要求1所述的电力变压器状态评估方法，其特征在于，还包括：根据所述评级分值生成针对待检测设备的设备操作建议。

3.根据权利要求1所述的电力变压器状态评估方法，其特征在于，所述根据所述参量分值参量分值G_i、归一权重W_i以及加重权重W_e,i得到所述待检测设备的评级分值，包括：

通过式(1)计算每个待检测部位的归一化评级分值G_C；

其中，G_i为第i个评估参量的参量分值，W_i为第i个评估参量的归一化权重，W_e,i为第i个评估参量的加重权重，m＜i＜n；

通过式(2)计算每个待检测部位的权重：

对每个待检测部位的归一化评级分值G_C进行加权求和并归一化,得到所述待检测设备的评级分值T_final；

其中，C是待检测部位的计数。

4.根据权利要求1所述的电力变压器状态评估方法，其特征在于，所述待检测部位至少包括以下之一：油箱和结构件、套管、冷却系统、绝缘油和密封系统、分接开关、保护控制系统。

5.一种电力变压器状态评估装置，其特征在于，包括：

检测模块，用于基于电力变压器的每一个待检测部位的评估参量对所述每一个待检测部位进行检测，得到检测结果；

第一评估模块，用于根据所述检测结果，对所述待检测部位进行质量评估，得到所述待检测部位的每一个评估参量的评估等级；所述第一评估模块还用于确定与所述评估等级对应的参量分值G_i、归一权重W_i以及加重权重W_e,i；

第二评估模块，用于根据所述参量分值G_i、归一权重W_i以及加重权重W_e,i得到所述待检测设备的评级分值。

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