基于混合Weibull分布的变压器绝缘热老化状态可靠性评估方法
【专利摘要】本发明公开了一种基于混合Weibull分布的变压器绝缘热老化状态可靠性评估方法，所述方法包括如下步骤：1)采集油纸绝缘热老化特征数据；2)建立可靠性评估指标体系；3)确定各指标的综合权重；4)构造可靠性评估混合Weibull分布模型，对油纸绝缘热老化状态进行评估。本发明通过分析每个油纸绝缘热老化特征参数对热老化状态的灵敏度，建立了可靠性评估指标体系，并综合各指标的数据和权重进行油纸绝缘热老化状态可靠性评估。同现有的绝缘纸聚合度、油中糠醛含量等参数油纸绝缘热老化状态评价方法相比，能够更加充分地考虑各指标可靠度对油纸绝缘总体可靠性的影响，因此能够得到相对精确的油纸绝缘热老化可靠度数值，从而有效提高油浸式电力变压器绝缘老化状态的监测及评估的准确率。
【专利说明】基于混合Weibu I I分布的变压器绝缘热老化状态可靠性评估方法
【技术领域】
[0001]本发明属于变压器绝缘老化状态评估【技术领域】，尤其涉及一种基于混合Weibull分布模型的变压器绝缘热老化状态可靠性评估方法。
【背景技术】
[0002]高压电气设备绝缘材料的老化寿命模型一直是国内外学者的研究热点之一。油纸绝缘老化状态评估技术有利于提高电力变压器的安全运行水平。油纸绝缘寿命评估模型主要包括两种研究方法:a)根据油纸绝缘加速老化试验数据进行拟合得到寿命评估模型；b)根据油纸绝缘老化的物理化学性质，结合空间电荷、局部放电等分析绝缘的破坏机理，并进行验证得到寿命评估模型。
[0003]电力变压器在正常运行过程中或是在发生故障时，均会产生一定热量从而导致油纸绝缘的温度上升，进而产生化学和物理变化使得绝缘材料老化。表征油纸绝缘热老化状态的参数众多，各参数之间既相互关联又有所区别。目前虽对油纸绝缘热老化过程中的状态参量和评估方法做了大量研究，但在电力变压器内部绝缘老化评估实际应用中难以取得满意的结果。绝缘纸聚合度和抗拉强度虽可以反映绝缘纸的热老化降解程度，但由于现场取样方式的限制，在实际应用中存在难度；糠醛和油中溶解气体含量等绝缘油参数易于获取，但与电力变压器油纸绝缘热老化状态的关系还不十分明确；局部放电参数虽然被提出可用于油纸绝缘老化评估，但尚未得到现场应用的验证。
[0004]此外，电力变压器油纸绝缘热老化状态的评估，主要依据热老化过程中确定的油纸绝缘参数的阈值。油纸绝缘热老化参数直接或间接地表征了绝缘的老化状态，但由于各参数指标包含信息的差异，以及测量手段导致的误差等，都对油纸绝缘热老化状态的准确评价带来困难。
[0005]因此，为准确评估电力变压器油纸绝缘的热老化状态，迫切需要研究新的油纸绝缘热老化状态评估方法。针对这一问题，需要一种合适的评估方法，能够综合油纸绝缘热老化特征参数指标数据，对变压器油纸绝缘热老化状态进行评估。

【发明内容】

[0006]鉴于此，本发明提供一种基于混合Weibull分布模型的变压器绝缘热老化状态可靠性评估方法，与现有方法相比，能够更加充分地考虑各指标可靠度对油纸绝缘总体可靠性的影响，因此能够得到相对精确的油纸绝缘热老化可靠度数值。
[0007]本发明的目的是通过这样的技术方案实现的，基于混合Weibull分布的变压器绝缘热老化状态可靠性评估方法，包括以下步骤:步骤I).采集电力变压器油纸绝缘热老化过程中各个时间监测点的绝缘油特征参数及绝缘纸聚合度特征参数数据；步骤2).将时间监测点的绝缘油特征参数及绝缘纸聚合度特征参数数据进行处理，建立初始数据样本集；步骤3).建立可靠性评估指标体系；步骤4).确定各指标的综合权重；步骤5).构造可靠性评估混合Weibull分布模型，对油纸绝缘热老化状态进行评估。
[0008]进一步,所述步骤I)中绝缘油特征参数包括油击穿电压、油酸值、油中糠醒含量、油中溶解特征气体含量，油中溶解特征气体包括H2、C2H2, CH4, C2H4, C2H6, CO、co2。
[0009]进一步，步骤3)中建立可靠性评估指标体系选取的评估指标包括油击穿电压、油中糠醛、油酸值、油中H2含量、CO2与CO比值、总烃含量6个特征参数。
[0010]进一步，所述步骤4)具体包括以下子步骤:步骤41).确定静态权重:选定波形相似系数来描述基于绝缘油理化参数与基于绝缘纸聚合度的可靠性Weibull分布曲线之间的相关性，并将相似系数计算结果作为指标的静态权重，则静态权重的表达式为，
【权利要求】
1.基于混合Weibull分布的变压器绝缘热老化状态可靠性评估方法，其特征在于:包括以下步骤: 步骤I).采集电力变压器油纸绝缘热老化过程中各个时间监测点的绝缘油特征参数及绝缘纸聚合度特征参数数据； 步骤2).将时间监测点的绝缘油特征参数及绝缘纸聚合度特征参数数据进行处理，建立初始数据样本集； 步骤3).建立可靠性评估指标体系； 步骤4).确定各指标的综合权重； 步骤5).构造可靠性评估混合Weibull分布模型，对油纸绝缘热老化状态进行评估。
2.根据权利要求1所述的基于混合Weibull分布的变压器绝缘热老化状态可靠性评估方法，其特征在于:所述步骤I)中绝缘油特征参数包括油击穿电压、油酸值、油中糠醛含量、油中溶解特征气体含量，油中溶解特征气体包括H2、C2H2, CH4, C2H4, C2H6, CO、C02。
3.根据权利要求1所述的基于混合Weibull分布的变压器绝缘热老化状态可靠性评估方法，其特征在于:步骤3)中建立可靠性评估指标体系选取的评估指标包括油击穿电压、油中糠醛、油酸值、油中H2含量、CO2与CO比值、总烃含量6个特征参数。
4.根据权利要求1所述的基于混合Weibull分布的变压器绝缘热老化状态可靠性评估方法，其特征在于:所述步骤4)具体包括以下子步骤: 步骤41).确定静态权重:选定波形相似系数来描述基于绝缘油理化参数与基于绝缘纸聚合度的可靠性Weibull分布曲线之间的相关性，并将相似系数计算结果作为指标的静态权重，则静态权重的表达式为，..V

5.根据权利要求3所述的基于混合Weibull分布的变压器绝缘热老化状态可靠性评估方法，其特征在于:所述步骤5)具体包括以下子步骤: 步骤51).评估模型:综合6个评估指标，建立油纸绝缘热老化可靠性评估Weibull分布混合模型；所述油纸绝缘热老化可靠性评估Weibull分布混合模型为:M = P1R(Y1)+…+P6R(Y6)，式中，M代表油纸绝缘热老化可靠性评估结果^(Y1)，R(Y2)，……，R(Y6)分别代表油纸绝缘6个指标的Weibull可靠性分布函数；Pl，p2,……，P6分别代表6个指标的综合权重； 步骤52).可靠性程度划分:根据油纸绝缘热老化可靠性评估Weibull分布混合模型将油纸绝缘热老化状态分成四个等级，分别表示油纸绝缘热老化可靠性高、较高、较低和很低四个状态； 步骤53).指标可靠度:将所采集得到的6个指标数据代入指标隶属度计算公式中，依次计算得到各指标在不同热老化阶段的可靠度； 步骤54).状态评估结果:将不同老化阶段的指标可靠度计算结果代入评估模型中，通过加权和计算，得到各老化阶段油纸绝缘的热老化可靠度结果，即油纸绝缘的热老化可靠性状 态。
【文档编号】G01N33/28GK103983757SQ201410245018
【公开日】2014年8月13日 申请日期:2014年6月4日 优先权日:2014年6月4日
【发明者】何志满, 王剑飞, 杨溢, 阳玉洁, 黄海舟, 李川, 邓军, 刘郑, 余洋, 顾婷 申请人:国家电网公司, 国网重庆市电力公司万州供电分公司