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。     

基于多时域特征参量的变压器油纸绝缘状态综合评估

利用RVM5461测试仪的现场测试结果对变压器的回复电压极化谱进行了分析。利用扩展德拜模型对变压器弛豫机构参数进行了分析。对去极化电流能量谱中反映变压器油纸绝缘老化状态的特征量进行了分析。对多台变压器的实测数据进行统计,建立变压器标准状态参量表。采用主客观相结合的综合赋权法确定各个时域特征量的权重系数,并融合证据理论和多指标评估方法,建立变压器油纸绝缘状态综合评价体系。实例分析结果表明了所提方法的有效性。     

变压器油纸绝缘可靠性的威布尔混合评估模型

油纸绝缘是电力变压器内绝缘的主要组成部分,其可靠性水平直接决定着变压器的正常运行。为此,提出了一种基于威布尔分布模型的变压器油纸绝缘可靠性评估方法,用于评估变压器油纸绝缘的可靠性,保证油浸式电力变压器的可靠运行。该方法在对相关特征参量进行深入分析的基础上,确定了聚合度、糠醛体积分数、酸值等7个特征参量作为反映变压器油纸绝缘可靠性的特征参量,并建立了油纸绝缘可靠性评估的威布尔混合模型;根据各特征参量的试验数据,利用极大似然参数估计法计算模型参数,得出相应可靠度的威布尔分布模型;应用熵权法计算各特征参量对应子体评估模型的动态权重,较好地反映了各子体评估模型在混合评估模型中的重要程度以及试验数据的全面性与准确性对混合评估模型的影响;最后通过不同寿命阶段的变压器油纸绝缘的可靠性评估实例验证了该方法的可行性。     

使用多参量的变压器故障综合诊断技术

为全面综合诊断电力变压器故障,参考已有变压器故障综合诊断方法,结合变压器油中溶解气体数据和电力试验数据,利用自适应遗传算法优化小波神经网络和证据理论融合技术,提出了一种基于多参量的电力变压器故障综合诊断模型。通过故障特征参数的划分分别构建神经网络从不同侧面反映变压器的故障,同时结合证据的重要性、神经网络的输出改进证据体的基本概率分配赋值,充分体现证据体对单个故障模式识别的可信度。诊断结果表明,基于信息融合技术的变压器多参量故障综合诊断比基于单参量故障诊断的诊断性能较好。     

融合频域介电谱及支持向量机的变压器油浸纸绝缘老化状态评估

变压器油纸绝缘老化-受潮协同效应能够显著影响其频域介电谱(FDS)数据,因此,在绝缘严重受潮情况下难以利用FDS技术实现纸绝缘老化状态的准确评估.鉴于此,该文融合FDS以及支持向量机(SVM)提出了一种考虑水分-老化协同效应的变压器油浸纸绝缘老化状态评估方法.在当前的研究中,首先,制备具有不同老化及受潮状态的油浸纸绝缘样本,并基于FDS测试提取用于表征绝缘劣化状态的特征参量.其次,基于多元回归分析构建用于训练老化状态分类模型的拟合介电特征参量数据库.最后,利用拟合介电特征参量数据库和SVM构建用于老化状态评估的分类模型.研究结果证明,构建的分类模型可以准确评估不同受潮状态的变压器油浸纸绝缘样本的老化状态.     

基于降维技术与K-means聚类的油纸绝缘状态综合灰评估

针对变压器油纸绝缘单一特征量评估易受多种因素干扰而影响准确性等问题,提出一种基于降维技术与改进K-means聚类的变压器油纸绝缘状态综合灰评估新方法。首先,提出去极化电流谱线末端双点解析法提取3个绝缘老化新特征量。接着,基于特征量的多元评估指标阵,结合组合权重法和降维技术,提出特征量综合指标Z。最后,采用基于K-means聚类算法对Z构建"好、中、差"3等级的分级数据库并确定等级界限标准表,形成变压器油纸绝缘老化状态灰色聚类评估体系。经若干实例分析证明所提方法能全面、准确地评估绝缘状态。     

基于样本集的变压器油纸绝缘状态区间灰靶分类及老化诊断

为解决目前变压器油纸绝缘状态综合评估存在的模糊与不确定问题,提出了一种在无标准故障模型情况下对油纸绝缘状态评估分级的方法。首先,摒弃了传统的靶心度计算法,引入权重分配系数wk,并将各项指标的权重分配转化为基于离差平方和的目标函数最优化;其次,采用基于样本集的区间灰靶分类方法,计算获得了油纸绝缘系统状态等级划分的环形灰靶分级表;最后,通过具体实例验证了该方法的可行性。结果表明:所提出算法的评估结果与变压器油纸绝缘的实际状态具有一致性,且该方法的准确度较单一特征量诊断方法有所提高。该研究可为油纸绝缘状态综合诊断权重系数的合理分配及状态等级区间的计算提供有益参考。     

基于模糊聚类算法的油纸绝缘状态研究

回复电压测试法是利用电介质响应特性评估变压器油纸绝缘老化状态的方法,通过回复电压法可以得到变压器油纸绝缘的相关参数。首先,本文辨识ED等效电路参数以及基于回复电压法提取相关特征量,将所得到的特征量用于电力变压器油纸绝缘老化评估;其次,利用模糊聚类分析法将不同油纸绝缘老化程度较接近的变压器进行归类,综合判断变压器油纸绝缘的老化情况,为评估电力变压器油纸绝缘老化状态提供一种新的思路和方法。     

基于PSO-ELM的变压器油纸绝缘状态无损评估方法研究

油浸式电力变压器作为电网中的重要组成部分,其可靠运行至关重要。针对变压器长期运行后无法定量评估其绝缘状态的问题,本文开展了油纸绝缘模型的加速老化及受潮试验,探明了油纸绝缘老化及受潮程度对其回复电压曲线的影响规律,并提出采用粒子群优化（PSO）改进极限学习机(ELM)的参数预测方法,实现了基于回复电压曲线特征参量的油纸绝缘老化与受潮状态量化评估。通过对油纸绝缘模型理化性能分析的对比结果可知,基于PSO-ELM方法的预测值精度远高于传统ELM方法,油纸绝缘内含水率及纸板聚合度预测的绝对误差范围分别小于±0.4%、±30。     

110 kV变压器油纸绝缘套管不均匀绝缘受潮劣化分析

利用频域介电谱方法对油纸绝缘变压器套管的受潮特性进行了系统研究。从频域介电谱基础理论,对均匀与不均匀受潮的油纸绝缘模型的介电响应特性进行了分析。同时对现场油纸绝缘套管的频域介电谱测试诊断与应用进行了相关研究。提出了一种油纸绝缘设备内受潮均匀度评估方法。综合考虑均匀受潮与不均匀受潮时的介电响应特征,即油纸绝缘不均匀受潮时,曲线有明显损耗峰、波动等特征。并针对现场变压器套管展开频域介电谱测试与解体理化分析,进一步验证了理论模型,为现场变压器套管受潮评估提供了一种可靠的方法。     

矿山电力变压器油纸绝缘老化的微观结构及放电特性研究*

文章对比分析了实际寿命周期中矿山电力变压器(矿山变)与普通电力变压器(普通变)油纸绝缘老化的微观结构及放电性能。利用粘度测试仪、光学显微镜及扫描电镜等现代测试手段,并根据放电相位分布(phase-resolved partial discharge,PRPD)模式,分析了油纸的聚合度、表面形态及微观形貌,以及放电起始电压、放电量及放电次数等。结果表明：温度、水分和生成物的协同作用导致了老化过程中油纸微观结构缺陷形成并进而引发电树枝,绝缘缺陷的分散性导致了放电相位分布中的“波浪”特征;运行过程中,矿山变油纸老化更加严重,局部放电现象更加激烈;矿区运行环境是造成矿山变油纸老化更严重的主要原因,矿山变油纸微观结构变化更加明显是导致其放电特征变化更加显著的直接原因;对矿山变绝缘状态的监测须从严执行电力标准,局部放电能更有效进行矿山变绝缘状态诊断。     

Research on Life Prediction of Oil-Paper Insulation Based on Dielectric Response

Abstract

The power transformer is an important part of the power grid. The aging of oil-paper insulation is affected by many factors such as temperature and moisture. In order to accurately evaluate the service life of transformer and ensure the stable operation in power system, a method for predicting the lifetime of oil-immersed pressboard under different temperatures and moisture content was proposed. This method is mainly realized by the chemical reaction kinetic equations and transformation factor. Firstly, the effect of temperature and moisture content on the frequency dielectric response of oil-paper insulation was studied by frequency domain dielectric spectroscopy method. The results show that the dielectric loss of oil-immersed pressboard increases with the increase of moisture content and temperature. The activation energy of oil-immersed pressboard also increases exponentially with the increase of moisture content. Then, we analyzed the trend of polymerization degree of insulation pressboard in aging process and calculated the insulation life and the remain lifetime by combining the cellulose degradation kinetic models and translation factor. When the moisture content of the oil-immersed at 70?°C, the life expectancy of oil-paper insulation is about 19.26?years.     

灰度纹理与油气特征融合的油纸绝缘老化状态评估

针对单一局部放电特征辨析老化信息量存在精度不足的问题,提出一种基于局部放电灰度纹理特征与油气特征的D-S证据融合识别方法,对油纸绝缘老化状态进行分析。首先,通过试验构造人工油纸绝缘内部气隙模型,模拟变压器内部实际运行环境,采集油纸绝缘7个老化层级的局部放电信号及油中气体含量,提取各老化层级的灰度纹理特征、统计特征及油气特征,利用支持向量机进行识别。将灰度纹理特征和油气特征的识别结果输入到D-S证据融合框架中进一步识别分析,识别结果与单一特征及其他两两特征融合结果比较。试验结果表明：基于灰度纹理特征与油气特征的D-S证据融合方法对油纸绝缘老化状态的识别效果更佳。     

温度对变压器用油纸绝缘老化的频域介质响应的试验研究

变压器是电网安全运行中最关键的设备之一,由内绝缘(油纸绝缘)问题引发的变压器故障占变压器事故重要部分。目前用于诊断变压器油纸绝缘状态的方法尚存在各自的不足之处,故研究通过无损的诊断方法获取表征油纸绝缘老化状态的特征量,为评估变压器油纸绝缘老化状态提供准确且有价值的参考,无疑具有重要意义。基于频域介质响应的频域谱法是一种诊断电力变压器绝缘老化状态的非破坏性方法,笔者首先通过模拟变压器实际生产流程,制作变压器油纸绝缘试品,并对油纸绝缘试品进行加速热老化试验,得到不同老化程度的油纸绝缘试品。通过频域谱测试并分析了温度对油纸绝缘试品的频域介电特征量变化规律,运用电介质极化理论对测试结果进行了分析,为频域谱技术用于实际变压器油纸绝缘老化状态的无损诊断提供技术积累。结果表明:测量温度对频域谱诊断油纸绝缘老化状态影响显著,采用频温平移因子可以将任意测量温度下的频域谱曲线归算到同一参考温度,解决了测量温度对FDS测试结果的影响。初步研究结果表明,经过频温修正后的FDS能用于不同温度下的变压器油纸绝缘老化的评估。     

灰度纹理与油气特征融合的油纸绝缘老化状态评估

针对单一局部放电特征辨析老化信息量存在精度不足的问题,提出一种基于局部放电灰度纹理特征与油气特征的D-S证据融合识别方法,对油纸绝缘老化状态进行分析。首先,通过试验构造人工油纸绝缘内部气隙模型,模拟变压器内部实际运行环境,采集油纸绝缘7个老化层级的局部放电信号及油中气体含量,提取各老化层级的灰度纹理特征、统计特征及油气特征,利用支持向量机进行识别。将灰度纹理特征和油气特征的识别结果输入到D-S证据融合框架中进一步识别分析,识别结果与单一特征及其他两两特征融合结果比较。试验结果表明：基于灰度纹理特征与油气特征的D-S证据融合方法对油纸绝缘老化状态的识别效果更佳。     

变压器油纸绝缘介质响应等值的电路建模研究

回复电压诊断方法是一种无损诊断变压器绝缘状态的方法。目前的研究主要基于试验获得的极化谱分析变压器的绝缘状态,利用等值电路更易于分析其极化机理,但现有的电路模型尚不完善,文中系统地给出了油纸绝缘变压器的基于扩展德拜等值电路建模的详细过程,在此基础上,给出了从等值电路模型求解回复电压特征量的思路,并使用一台变压器油处理前后的数据计算了其回复电压极化谱,计算结果表明基于扩展德拜模型等值电路和回复电压计算方法是可行的,利用计算获得的极化谱可以有效分析变压器的绝缘状态,为准确评估变压器老化提供了新的思路,并为分析相关影响因素奠定了基础。     

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。