基于中心距和样本特征的换流变压器模糊状态评估模型

换流变压器是高压直流输电工程中的枢纽设备,随着投运年限的增加,其绝缘问题日益突出,对其运行状态进行评估以指导运维工作就显得尤为重要。文中综合分析了换流变压器的结构和工作特性,建立了全面的换流变压器评估指标体系;提出了一种基于模糊层次分析的换流变压器状态评估方法,避免了主观因素影响;以不同时段内换流变压器运维数据样本为基础,建立了多个带有样本特征的换流变压器模糊状态评估模型,通过中心距融合法,得到了基于样本特征的换流变压器综合模糊状态评估模型。本方法以实测数据和运维统计数据为基础,充分体现了换流变结构特点和不同时段内运行特性,具有较高的精度和较广泛的适用范围。     

基于层次灰关联分析的变压器状态评估关键指标体系构建及应用

针对变压器评估指标体系中指标种类繁多,体系结构复杂的问题,提出了以故障类型为基础的基于层次灰关联分析的状态评估关键指标体系构建方法。首先海选出变压器的故障集和影响故障的初始指标集;然后提出层次灰色关联分析法,利用该方法得到初始指标与故障类型的综合关联度,设计动态指标筛选方法进行关键指标的筛选;最后引入关联规则中的支持度检验筛选后的指标合理性,形成关键指标体系。实验结果表明,应用本文建立的关键指标体系对变压器的评估结果与变压器实际运行情况相符。案例分析证实了该指标体系的准确性,并且具有实际应用价值。     

基于模糊综合评估模型与信息融合的电力变压器 状态评估方法

针对电力变压器状态评估中存在多特征指标和多故障类型问题,提出一种基于模糊综合评估模型和皮尔逊相关系数的改进D-S证据理论的变压器状态评估方法。建立了变压器状态评估体系,引入层次分析方法和改进的三角梯形隶属函数确定特征指标的基本概率。基于皮尔逊相关系数的改进D-S证据理论融合不同特征指标以评判变压器综合状态评估。经过实例分析,该方法的评价结果与变压器实际运行状态一致,其准确率达到95.83%,验证了该方法的合理性和可行性。该方法对变压器状态评估具有一定的参考价值。     

基于熵权灰关联分析的高压直流输电换流阀空冷器状态评估

为了保障高压直流输电换流阀空冷器的安全,基于熵权灰关联分析法建立了空冷器的状态评估方法。首先在考虑故障部位和故障类型的基础上建立了状态评价指标体系,其中管束、风机和百叶窗为部位层,与空冷器运行状态关联性强的外观故障、腐蚀故障、绝缘故障和风机异响故障为故障层,选取了能准确反映故障的指标作为指标层;进一步利用熵权灰关联分析法确定指标权重;然后将指标分为定性指标和定量指标,通过划分指标等级分别确定定量指标和定性指标的评分函数。利用实例分析验证了所提出的状态评估指标体系的有效性和正确性。     

基于因子分析法与D-S证据理论的变压器关键参量提取和状态评估

变压器的状态评估是运行、检修与维护的重要依据,而变压器的评估参量类型冗余、数量繁多等是该环节工作的难点问题。针对上述问题,该文在深入分析变压器状态评估的需求和研究现状的基础上,构建了基于关键评估参量体系及D-S证据理论的多层次综合模糊评判模型。首先利用因子分析法提取并构建了关键参量指标体系;其次结合层次分析法获得评价系统中各子指标的最优权重,从而依据各自隶属度函数获得各项目层的评价结果;最后依据D-S证据理论对各项目层的评估结果进行了融合评估决策。经实例分析,该模型能有效且合理地对变压器状态进行评估。     

基于灰色聚类与证据合成的变压器状态评估

针对变压器状态信息的不确定性,建立了变压器层次化状态评估模型,组建了变压器的状态指标体系,综合指标的主、客观权重设计了其最优权重。运用灰色聚类方法对单项指标作聚类分析以得到综合指标所处状态,改进了D-S证据理论中的冲突证据合成规则,将聚类系数作为基本概率赋值函数以评价变压器的整体状态。实例分析结果显示,文中建立的评估模型具有较高的识别准确率,可以有效地把握变压器的运行状态并为变压器实行状态检修提供良好的指导作用。     

基于改进证据推理的变压器状态评估研究

为评估研究变压器状态,在合理划分变压器状态和有效分析状态信息的基础上,根据状态评估指标体系具有层次性和模糊不确定性的特点,提出了变压器的状态评估模型以及一种改进的证据推理的状态评估方法。证据的初始基本概率赋值通过层次分析法及模糊评估法获取,改进的方法适用于证据间出现高度冲突的情况。实例分析表明了变压器运行状态层次评估模型的有效性。     

换流变压器运行状态智能诊断分析评价系统研究北大核心CSCD

文中开发了换流变压器运行状态智能诊断分析评价系统,监测换流变压器运行状态并开展状态评估和故障诊断。换流变压器运行状态智能分析评价系统集成高频或超声局放、油气、温度、振动、铁心接地电流、负荷数据6类监测传感器,实现带电安装集中一体化管理。系统提出基于多参量的联合分析方法,建立了基于变压器自身结构参数和历史数据的热平衡模型、绝缘老化模型、过负荷模型、故障分类模型,可以实现变压器多源数据的融合研判,对变压器进行超前预警和全过程监测,提高变压器面对复杂电网运行工况的应对能力。     

电力变压器绕组变形状态信息融合评估方法

为了准确监测电力变压器绕组的变形状态,提出了电力变压器绕组变形状态信息融合评估方法。提出采用小波能量–矩阵变换方法提取振动信号特征值,采用短路电抗辨识方法提取电抗特征值。基于物元理论建立多信息评估指标体系,并采用信息熵方法计算各指标权重系数。以S–11–M–500/35型变压器为研究对象,研制了变压器绕组变形状态多信息采集系统,开展多次短路冲击试验,并绕制了3种变形故障绕组。分别进行短路冲击后松动绕组以及变形故障绕组的状态评估试验。针对评估结果为严重状态的绕组,提出了先评估后诊断的综合评估策略,基于相关向量机理论诊断绕组故障类型。结果表明:信息融合评估方法能有效地评估出绕组松动和严重变形的状态,且针对辐向拉伸及压缩、轴向绝缘脱落和端部叠套3种绕组变形故障类型诊断的正确率≥92%。     

基于联系度的矿用隔爆型干式变压器运行状态综合评估策略

针对矿用隔爆型干式变压器故障机理复杂及运行状态的不确定性问题,提出一种基于联系度的矿用隔爆型干式变压器运行状态综合评估策略。建立了变压器运行状态层次型评估指标体系,采用层次分析法,在变权模式确定各指标权重的基础上,引入劣化度指标,改善权重分配不合理性;利用联系度来处理运行状态的不确定性问题,结合置信度准则实现对变压器运行状态的综合评估。分析结果表明:基于联系度的矿用隔爆型干式变压器运行状态综合评估是有效的、可行的,为矿用隔爆型干式变压器从计划检修转变为状态检修提供了一种新的思路。     

CEEMDAN 与 GCN 结合的配电变压器故障诊断

针对配电变压器故障特征提取困难、故障识别难度大的问题,提出一种将振动信号、自适应噪声完备集合经验模态分解 (CEEMDAN)与图卷积神经网络(GCN)三者有机结合的故障诊断方法。 首先,采用 CEEMDAN 对来自加速度传感器的振动信 号进行处理,获得一组固有模态分量(intrinsic modal function);其次求取边际谱信息作为特征向量;然后,对特征向量矩阵构造 无向加权完全图,并使用改进灰狼优化算法对高斯核带宽进行寻优;最后,搭建一个具备多通道和多连通的改进 GCN 模型进行 特征二次挖掘与故障分类。 与此同时,还在模型中加入一种名叫“峰值因子”指标实现对未知类型故障的辨识。 在实例分析 中,分别对油浸式和干式变压器进行故障模拟,提取不同状态的样本进行测试。 实验结果表明,所提方法对油浸式和干式变压 器的故障识别准确率分别达到 97. 73%和 95. 6%,优于其他两种对比方法。 在面对未知类型故障以及运行工况发生变化时,也 具备较高是识别能力。     

基于直觉正态云模型和最优变权的变压器绝缘状态评估

电力变压器绝缘状态评估过程中随机性和不确定性共存,基于隶属度描述的云模型难以刻画该过程中的非隶属度和犹豫度。为此,提出一种基于直觉正态云模型和最优变权的变压器绝缘状态评估策略。根据绝缘状态评估指标体系,基于复合二元语义实现了主观评估标度的定量转换,确定了各状态量的最优变权,在合理给定云模型数字特征的基础上,采用直觉正态云模型描述绝缘状态评估中的模糊性、随机性和犹豫度,通过云运算确定绝缘状态及故障类型。实例分析表明该方法可行有效,为变压器绝缘状态在线检修工作提供了一种新思路。     

变压器振动信号模态特征提取及分析

针对变压器故障情况下振动信号具有非平稳、非线性的特点,提出了利用集合经验模态分解(ensemble empirical mode decomposition method,EEMD)变压器振动信号进而选择有效本征模式函数(intrinsic mode function,IMF)的方法。该方法通过计算变压器原振动信号与分解后的本征模式函数的归一化相关系数来选取有效分量。再利用筛选出的本征模式函数构造特征矢量,将其作为变压器绕组状态识别的依据。实验结果证明了该方法可准确诊断变压器绕组的故障。     

基于云理论及熵权法的变压器潜在故障风险评估方法

为了充分利用海量样本中所蕴含的信息对变压器的潜在故障风险进行有效识别,采用云理论方法对不同故障类型下变压器油色谱数据与故障类型进行映射,建立了不同故障类型下不同气体的云分布模型,依此构造故障云判断知识库。同时,引入熵权法对油中气体指标的权重系数进行确定,结合云分布隶属度系数,提出变压器潜在故障风险的计算方法。通过对不同训练样本数目下准确判断率的比较,证明了该方法具备对数据的学习能力。与改进的三比值法及已有云理论方法进行了对比,结果证明了该方法的有效性及优越性。     

逆变侧换流变压器故障性涌流产生机理及其对差动保护的影响

针对特高压直流系统逆变侧阀侧接地故障可能引发换流变压器故障性涌流的问题,讨论故障位于不同电压等级换流桥以及不同时刻下阀桥通断情况的差异,分析换相失败后阀侧故障电流特征,阐述逆变侧故障性涌流产生机理及其特征。在此基础上,分析计及故障性涌流影响的换流变差动保护动作特性。研究结果表明,故障性涌流可能导致换流变区外转区内故障时差动保护误闭锁,针对该问题,根据故障时阀侧电流直流分量发生极性反转的特点,提出一种新的防止差动保护误闭锁的解决方案。PSCAD/EMTDC仿真结果验证了理论分析的正确性。     

换流变压器阀侧接地故障分析及保护优化

换流变是高压直流输电系统的重要组成部分。换流变阀侧自身无接地点,但直流侧有接地点,当换流变阀侧区内发生单点接地故障时,随着换流阀的导通和关断,故障电流呈现不规则的变化,换流变自身现有保护可能灵敏度偏低。极端情况下,当Y/Y接线变压器阀侧中性点发生接地故障时,换流变自身主保护无法快速动作。文中从换流变的结构及运行工况出发,定性概括了阀侧接地故障后的电流特征;分析了现有保护系统的特性;提出了基于零序差动和快速零序过流原理的换流变阀侧保护优化方案;并结合现场故障录波及实时数字仿真系统仿真波形对其进行了验证。验证结果表明,优化后判据可以有效提高换流变保护在阀侧区内单点接地故障下的灵敏度、动作速度及故障定位准确度。     

特高压换流变故障性涌流产生机理及其对差动保护的影响

从磁链变化角度分析特高压换流变压器(简称换流变)阀侧发生单相接地故障时由换流阀单向导通性引起的励磁涌流(定义为故障性涌流)的产生机理和变化特点。以特高压直流输电系统中某一换流变为例,分析故障性涌流对换流变差动保护动作特性的影响。研究结果表明,故障性涌流容易导致换流变区外故障转区内时差动保护误闭锁。针对该问题,进一步分析发现,由于换流阀的单向导通性使得转换性故障发生后差动电流的直流分量存在由负极性到正极性反转的特征,进而利用该特征提出换流变差动保护闭锁逻辑改进判据。仿真结果证明了所提判据的可靠性。     

逆变侧换流变压器网侧接地故障对差动保护影响分析

特高压直流输电系统逆变侧换流变网侧单相接地故障后,网侧电压跌落可能会引发直流系统换相失败,有直流分量流入换流变压器绕组,使变压器铁芯磁通发生偏移,引起换流变饱和,产生故障性涌流,进而影响其安全稳定运行。针对逆变侧换流变网侧单相接地故障产生的故障性涌流问题,通过开关函数理论讨论了换流阀正常换相以及换相失败两种情况下网侧故障电流特征,分析了逆变侧网侧单相接地故障后换流变磁通的变化情况。在此基础上,研究了电流互感器饱和对换流变差动保护的影响。结果表明,换流变网侧区内故障情况下,网侧电流互感器饱和,使得换流变差动电流二次谐波含量超过门槛值,导致差动保护误闭锁。最后通过PSCAD/EMTDC仿真验证了分析的正确性。     

不同故障下特高压换流变压器差动保护动作特性分析

换流变压器作为高压直流输电系统中重要的电气设备,其继电保护对保障系统安全运行有着非常重要的作用。目前,变压器大多采用基于二次谐波制动的差动保护闭锁方案。特高压直流输电系统中换流器的非线性导致换流变压器和普通电力变压器差动保护存在差异。通过构建相应的短路电流流通路径,研究了换流变压器差动电流在区内单相接地短路故障、区内相间短路故障以及整流侧阀短路故障情况下的特点。研究结果表明,换流变发生区外故障时差动保护不会误动,但换流变发生区内故障时差动保护可能拒动。