基于集对分析和综合赋权的电力变压器套管绝缘状态评估

针对当前电力变压器套管绝缘状态评估中各评价参量存在复杂性和不确定性的问题,文中应用集对分析方法对变压器套管进行绝缘状态评估。首先选取用于套管状态评估的指标,对评估结果进行等级划分并制定响应策略,采用层次分析法和熵权法融合的综合赋权法来确定各评估指标的权重,构造联系度数学表达式来描述评估指标与状态等级之间的关联程度,建立起集对分析状态评估模型。实例计算分析表明,基于集对分析方法和综合赋权的状态评估模型能够有效反映变压器套管的绝缘状态,评估结果可为变压器的状态检修提供有效参考。     

基于云理论和核向量空间模型的电力变压器套管绝缘状态评估

为了解决电力变压器套管绝缘状态评估中存在不确定性因素的问题,提出了一种新的状态评估方法。该方法全面考虑评估指标等级分类边界的随机性和模糊性,采用由云推理确定指标客观权重,由未确知理论确定主观权重的组合赋权法。建立了核向量空间模型,利用核函数将样本映射到高维特征空间的方法,在高维特征空间定义样本数据的指标有向线段和变压器套管绝缘等级标准的理想指标有向线段。进而通过计算两线段之间的夹角加权余弦获得样本与标准模式的贴近度,将绝缘评估问题转化为向量空间的模式识别问题,最终得出变压器套管所处的绝缘状态。实际算例表明该套管在第1次测试时,其绝缘状态贴近正常的贴近度最大即处于正常状态;第2次和第3次测试时,贴近故障的贴近度最大即处于故障状态。     

采用最优云熵改进可拓云理论的变压器本体绝缘状态评估方法

状态评估是电力设备状态检修及健康管理的关键环节。以220 kV油浸式电力变压器为研究对象,构建了一种基于最优云熵改进可拓云理论的变压器本体绝缘状态评估模型。首先,针对绝缘状态等级边界的随机性与模糊性问题,提出使用可拓云理论来构建状态评估的基础理论框架;然后,在充分考虑等级划分分明性与模糊性特点的基础上,提出一种可自适应评估对象的最优云熵计算方法,实现了对传统可拓云理论的改进;最后,针对单一赋权方法存在的不足,构建了一种基于模糊集值统计法与熵权法的主客观组合赋权模型,实现了指标权重基于信息变化程度的动态调整。实例研究表明,相较于传统理论,该文所提方法能够有效处理变压器状态评估中的不确定性因素,其评估结果更接近设备的真实状态,具备较高的应用可行性。     

基于NRS和D-S证据理论的变压器油纸绝缘状态评估模型

有效的变压器油纸绝缘状态评估方法对制定合理的检修计划有指导意义.为准确诊断油纸绝缘状态,提出基于邻域粗糙集(NRS)与D-S证据理论的评估模型.模型的构建是基于回复电压法多特征量评估数据库,采用证据融合理论对绝缘状态命题进行置信度计算,克服了单一特征量的片面性.同时,为减少主观因素的影响,根据NRS的上下近似定义,提出了基于数据库的基本信度分配方法.针对特征量在反映绝缘状态上的灵敏性不同,通过组合赋权法综合了基于属性重要度的客观权重和专家经验的主观权重,加强了权重分配的合理性.最后对多台未在数据库的不同糠醛含量变压器实测数据进行算例验证,结果表明,置信度在绝缘状态命题的分布不仅能准确反映变压器实际绝缘状态,并能体现其劣化趋势,为检修策略的制定提供参考依据.     

基于灰色关联分析和聚类云模型的变压器油纸绝缘状态评估

电力变压器复合油纸绝缘状态的准确诊断对电力系统安全稳定运行以及设备自身运维具有重要指导意义。针对油纸绝缘介电响应少数特征量评估和未考虑系统随机性导致评估不准确的问题,提出基于灰色关联分析(grey relational analysis, GRA)与聚类云模型的评估方法。首先,基于回复电压法和扩展德拜模型提取5个相关特征量,建立油纸绝缘状态评估体系。然后,针对多特征量在反映绝缘状态的敏感性差异,采用组合赋权法综合GRA和改进层次分析法,避免了数据信息丢失,使权重分配更加合理。最后,利用云模型雾化特性反映数据随机性,全面考虑评估指标等级分类边界的随机性和模糊性后构建了聚类云模型隶属度选择器。通过多台不同糠醛含量变压器实测数据进行验证表明,该评估方法不仅能够准确反映变压器实际绝缘状态,而且能体现其劣化趋势,为检修策略的制定提供参考依据。     

基于改进灰靶理论的油纸绝缘状态评估

文中将改进灰靶理论应用于变压器油纸绝缘老化状态研究。首先利用回复电压法测量数据以及基于ED等效电路模型辨识相关参数,将提取的参数作为评估油纸绝缘状态的特征量;其次,针对各项特征量对于油纸绝缘老化状态影响各有不同,采用改进层次分析法—熵权法组合算法分配各特征量权重;最后,收集若干台电力变压器数据并进行油纸绝缘状态分级计算,通过实例证明了该方法能有效、合理地评估变压器油纸绝缘老化状态,为变压器状态检修提供参考。     

基于模糊评判与DSmT的变压器本体多级绝缘状态评估方法北大核心CSCD

针对变压器本体绝缘状态评估中的状态信息指标的不确定性,文中提出了基于模糊评判理论与DSmT的变压器本体多级绝缘状态评估模型,该模型分为本体绝缘状态等级评估与绝缘缺陷风险等级评估。应用模糊评判理论构建等级评估的隶属度函数模型,选择反映变压器绝缘状态的绝缘类指标参量作为模型的输入,应用熵权法改进的DSmT对指标隶属度进行融合得到最终的等级评估结果,该模型有效克服了等级区间界限值过于绝对化的局限性,解决了传统DST高冲突性证据的融合问题。通过实例验证,该模型的评估结果具有一定的有效性,其不仅能够反映变压器本体的绝缘状态等级,还可以反映其具体绝缘缺陷的风险趋势。     

基于多源状态参量融合的油纸绝缘套管缺陷预警方法研究

油纸绝缘套管是大型电力变压器不可或缺的外部连接组件,若其发生故障影响巨大,有必要对油纸绝缘套管的缺陷进行及时预警。结合上百例油纸绝缘套管故障案例及专家经验,构建了基于多源状态参量融合的套管缺陷预警信息决策表,并结合遗传优化算法对决策表进行约简,实现了油纸绝缘套管决策规律的提取,形成套管缺陷预警知识,最终建立了套管缺陷预警模型。经实际应用,模型可实现对油纸绝缘套管的缺陷预警。该研究建立的油纸绝缘套管缺陷预警模型可随着数据量的积累与丰富,实现迭代优化,挖掘隐含的套管缺陷预警知识。研究成果可为高压套管智能化运维提供理论依据。     

基于灰色聚类-集合赋权法的变压器油纸绝缘状态评估

考虑到评估过程中从不同单一特征量得到的结论与其他特征量得到结论相悖的可能性,或者因为老化指标特征量权重值的不合理导致对电力变压器油纸绝缘状态的误判,提出了基于灰色聚类-集合赋权法去评估油纸绝缘状态。首先,提取出已有理论成果下回复电压法(return voltage,RVM)和极化/去极化电流法(polarization and depolarization currents,PDC)油纸绝缘老化特征量;其次,整理了大量已知绝缘状态下电力变压器介质时域响应下的数据建立绝缘状态分级指标标准值;最后,从收集数据中采用熵权法和改进的层次分析法集合分配不同老化指标特征量的灰色聚类权重值。通过具体实例验证了本文提出的灰色聚类-集合赋权法评估电力变压器油纸绝缘状态的可靠性和准确性,表明了该算法可以准确评估变压器油纸绝缘状态,为油纸绝缘状态综合评估提供了新方向。     

基于可拓云模型与综合赋权的油纸绝缘阀侧套管状态评估

作为换流变压器的关键部件之一，阀侧套管的可靠性事关重大，为精准预测其运行态势，本研究提出了一种综合赋权与可拓云模型相结合的油纸绝缘阀侧套管综合评估模型。首先，根据运行经验及技术导则确定阀侧套管典型故障，总结出有效反映其状态的评估指标集。然后，计及评估边界的模糊性与随机性，考虑采用可拓层次分析法构建判断矩阵，通过计算具有正分量的归一化特征向量确定主观常权。为规避对专家经验的过分依赖，通过改进熵权法获取客观常权，进而确定综合常权因子。同时，针对个别指标严重劣化而常权无法灵敏反映的情况，提出构造惩罚型状态变权函数，运用变权原理对常权进行修正，使权重分配更加合理。其次，基于可拓云理论建立标准云物元模型，计算待评物元与标准云间的云关联度，实现油纸绝缘阀侧套管的准确评估，并引入置信度因子检验结果的可信度。最后，基于实例进行了验证，结果表明了该方法的有效性和实用性，为油纸绝缘阀侧套管状态维修提供了合理依据。     

基于频域介电谱法的油浸式套管受潮状态评估

为了定量评估油浸式套管主绝缘受潮状态,建立了考虑直流电导的Cole-Cole双弛豫模型。对实验室制备的不同含水量(0.53%、1.78%、2.97%、3.89%、5.03%)的72.5 kV油浸式套管模型进行测试得到对应的频域介电谱,采用建立的Cole-Cole双弛豫模型对测试结果进行拟合解析,提取表征油浸式套管内绝缘含水量的特征参数,并拟合评估公式。考虑温度对现场测试结果的影响,提出了适用于现场的油浸式套管受潮状态评估方法。案例分析结果证明了所提方法的有效性。     

A diagnostic method based on RVM (return voltage measurement) for condenser bushings with oil–paper insulation systems

The bushing of a transformer is one part of the transformer system, but is as vital as the transformer itself because it forms a part of the main circuit. Deterioration and abnormal condition of the bushing possibly cause its destruction, shortage of the main circuit to the Earth, and fire in the systems, so that diagnosis of the bushings is thus very important. At present, mainly visual inspection from outside of the bushing is carried out. Inspection of the inside condition of the bushing by dissolved gas analysis of the inside oil is done only as sampling for selected bushings because it is difficult due to the sealed construction of the bushings. Therefore, a simple diagnostic method for bushings has been expected for a long time. In Eastern Europe, the RVM (Return Voltage Measurement) method based on scanning the polarization spectra was applied to the oil–paper insulation systems inside the transformer as a diagnostic method. In this paper we investigate theoretically the principle of the RVM method applied to bushings with the same oil–paper insulation systems as the transformer by using the equivalent circuit, and the possibility of using this novel diagnostic method for condenser‐type bushings is demonstrated by a model experiment. © 1999 Scripta Technica, Electr Eng Jpn, 130(1): 21–29, 2000     

变压器油纸绝缘套管受潮缺陷频域介电谱特征

已有研究表明,频域介电谱(FDS)对油纸绝缘受潮缺陷的检测比较灵敏。为了研究变压器油纸绝缘套管受潮缺陷的FDS特征,测试了受潮后套管模型不同静置时间下的介损电压特性和0.001 Hz～1 k Hz的介损频率特性。结果表明:在受潮初期,相同试验电压下介损随时间的变化呈现微弱增长趋势,但并不明显,相同时间下,介损随试验电压升高有所增长;在受潮中期,介损随时间的变化呈现明显增长趋势,并在120 h时介损达到峰值;在受潮末期,介损随着时间的增加呈现下降趋势,整个过程介损增量未超过规程规定值,可考虑降低规程规定值。在FDS的低频段0.001～0.01 Hz区间范围内可明显区分受潮套管和不受潮套管,1 m Hz介损特征尤其明显。因此建议套管出厂及运行增加FDS低频段测试,利用FDS低频段特征进行套管绝缘诊断。     

1000kV GIS用套管的设计

1000kV GIS用套管是GIS中的关键设备,为实现1000kV GIS用套管的自主设计这一我国特高压技术工程的重大突破,在对日本NGK公司研制的1000kV GIS用套管的结构及参数进行讨论的基础上,从1000kV GIS用套管的结构、额定电流选择与散热、套管防爆技术、套管均压环设计、套管内屏蔽设计等方面详细介绍了1000kV GIS用套管的设计要点。计算结果表明:1000kV GIS用套管采用金属屏蔽结构比较简单,工艺上容易实现,通过计算其电气性能和机械性能能够满足工程要求。同时,1000kV GIS用套管设计上还需要考虑大电流下的一次导电管的散热及瓷空心绝缘子的防爆问题。     

Development of insulation technology in compact SF6 gas‐filled bushings: Development of compact 800‐kV SF6 gas‐filled bushings

Efforts of designers of gas‐insulated switchgear (GIS) are currently focused on such features as smaller installation area and economical efficiency. Circuit breakers (CB), disconnecting switches (DS), and earthing switches (ES) have been redesigned in more compact configurations. Compactness and light‐weight requirements are applied also to bushings used in GIS. GIS bushings can be divided in three general types: capacitor, gas‐filled, and molded bushings. Requirements of the light weight and the economical efficiency of gas‐filled bushings can be satisfied by improvements in insulation technology. Size reduction can be effectively achieved by moderation of the electric field strength on the outside surface of the hollow insulator in the area of the inner grounded electrode tip. We devised a new inner grounded electrode structure consisting of a cylindrical electrode and a ring electrode supported by column electrodes. This paper describes the effect of reduction of the maximum value of electric field strength on the outside surface of the hollow insulator by a new type of grounded electrode. Then, improvement of insulation performance for electrodes with insulation coating in SF₆ gas is described as the composite insulation technology. Finally, the efficiency of these insulation technologies is described by the basic insulation test results of a prototype compact 800‐kV SF₆ gas‐filled bushing. © 2010 Wiley Periodicals, Inc. Electr Eng Jpn, 171(1): 19–27, 2010; Published online in Wiley InterScience ( www.interscience. wiley.com ). DOI 10.1002/eej.20898     

基于进化雷达图的油纸绝缘状态进阶评估方法

为提高油浸式变压器运行的可靠性及降低其全寿命周期成本,将状态检修引入大型油浸式电力变压器势在必行。由于油纸绝缘的寿命决定整个变压器的寿命,所以完善的变压器油纸绝缘的状态评估方法的建立是变压器状态检修的实现的前提。文中将进化雷达图引入油纸绝缘的状态评估过程,提出了将单指标初步评价与多指标综合评估相结合的油浸式变压器油纸绝缘状态进阶评估方法,并确立了完整的评估流程,实现了对油纸绝缘状态的定性及定量评估。通过算例分析,证明了该方法具有步骤简洁、快捷有效且易于在线实现的特点,为油浸式变压器油纸绝缘状态评估的实现提供了新的思路。     

变压器高压油浸纸套管与环氧浸纸套管运行情况比较

对某电厂使用的变压器高压油浸纸电容式套管和环氧浸纸电容式套管的运行情况进行了比较,并对曾出现的故障类型进行了分析.历次电气试验表明:油浸纸电容式套管介质损耗和电容量均保持稳定,变化量一直在规程允许范围内;而环氧浸纸电容式套管在投运一定时期后,出现套管介质损耗因数及电容值增大的现象.最后指出,环氧浸纸绝缘套管的介质损耗因数普遍高于同等电压等级的油浸纸绝缘套管,当发现绝缘介质损耗因数和电容值发生较明显变化时,应加大测试密度,当变化量大于10%时,必须更换套管.     

油纸套管绝缘介质老化诊断分析

分析水分、温度和放电能量3种因素对纸纤维素长链及绝缘油碳氢键的影响;对比主绝缘tanδ测定和油中溶解气体色谱分析两种诊断方法,指出单一诊断方法存在的缺陷,提出采用综合诊断对套管绝缘状态作出精确评价。     

基于熵权层次法的油浸式变压器绝缘状态评价

为有效评估油浸式变压器的绝缘状态,文中提出一种综合主观专家经验和指标退化程度的熵权层次法。首先,基于油色谱、环境温度和缺陷信息等指标构建用于绝缘状态评价的层次结构,根据专家经验对各个指标进行主观权重分配;接着,采用组合权重的方法,在指标层权重分配上引入熵权权重,从而在保留专家经验对准则层判断的情况下,对底层权重进行动态调整,体现变压器运行过程中的差异性;然后,将变压器的绝缘状态从常见的4种扩展为5种,实现对绝缘状态更准确的感知;最后,4台500 kV变压器的实例分析表明,相较于仅采用主观权重或客观权重,文中提出的方法可以有效识别运行状态正常的变压器并甄别异常变压器。     

开关柜穿柜套管内悬状态检测技术研究

开关柜作为电力系统连接用户的中间环节,其运行过程中内绝缘状态严重影响供电可靠性。为减少内绝缘劣化导致开关柜故障临停次数与临停时间,本文对缺陷比例较高的穿柜套管内悬缺陷为例进行研究,给出内悬缺陷放电种类,以及各类缺陷的典型放电特征。基于内悬状态的电场仿真、故障案例分析,给出传统带电检测方法对该缺陷检测的有效性,空气电分解、环氧树脂热分解与电分解的气体成分,提出了穿柜套管内悬状态特征气体检测方法,并对内悬缺陷状态的发展趋势进行预警,避免穿柜套管内悬缺陷发展为突发性接地故障,保证系统运行可靠性。