探索配电一种基于模糊综合评判配电变压器状态评估办法
最后更新时间：2024-02-02
作者：用户投稿
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论文导读：
摘要：本文在分析影响其运行状态的各个状态量以及其获取方式的基础上，将配电变压器划分为各个部件单元，并将模糊数学相关理论引入其状态评估中。综合考虑各个状态量，建立一个适用于配电变压器三层模糊综合评估模型。引入三角模糊数来确定各个状态因素在评估模型中的权重，以求进一步减少人为主观因素的影响，并用灰色关联度理论进行处理与修正，以提高评估的准确性。
关键词：配网设备 状态评估 模糊综合评判
0 引言
配电系统直接与用户相连接，与人们的生产生活息息相关，位于电力系统的最末端，同时也是电力系统中的最薄弱环节。因此配电网设备能否安全稳定地运行直接关系到用户供电的可靠性。与输电网相比，配电网在结构设计上和运行上有着其自身的特点。配电网虽然电压等级较低，但待评估设备数量、种类极为庞大，给维修带来了巨大压力。状态检修技术已经在输电网中广泛推广，但在配电网中才刚刚起步，传统的检修方式已经无法满足现代化配电网的要求。为了进一步提高配网运行的可靠性，可靠地对配网设备实施状态评估具有重要的研究意义[2-3]。
1 综合评估模型的建立
在电力设备的实际评估中，由于本身结构复杂、监测方式繁多，获取的状态量具有不确定性，存在着“亦此亦彼”的现象。而传统的评估方法，只是认识到了其“非此即彼”的状态，这与其实际情况不相符，影响了评估的准确性。本文将模糊理论中模糊综合评判的思想引入到配网设备的状态评估中，并以配电变压器为例，综合各个状态量，建立一个适用于配电变压器的状态评估模型。
2 模糊综合评判的步骤
基于模糊理论的配网变压器状态评估方法，其方法步骤如下：①根据配网变压器的日常巡检、例行试验和诊断性试验数据，建立配电变压器状态评估指标体系，确定评判指标集和评语集，其中评判指标集包含所述指标体系里的所有指标，评判集为正常、注意、异常、严重四种状态。②采用改进的层次分析法确定所述评判指标集里各个指标的权重。③采用相对劣化度的概念来确定配网变压器的评判矩阵，具体实现方法如下：a对定性状态量进行状态等级划分，确定隶属度。以问卷调查的方式邀请若干位专家对定性状态量进行状态等级划分，经过归一化处理，则可以得到单指标的隶属度。b对定量状态量，采用三角形与梯形相组合的隶属函数确定隶属度。
3 算例
以某市某10kV配电变压器为例，将收集到的巡检资料、运行试验信息进行处理并对其运行状态进行评估。部分处理后的数据资料如下所示：1.6MVA以上的配电变压器经过绕组直流电阻测试，相间直流电阻最大值为三相平均值的0.64%，绝缘电阻与初值相比下降约8%，接头相间温度差小于9K，接头温度为78℃。最大运行负载率长期达到80%以上，变压器器身温度约超过厂家允许值的5%，Yyn0接线方式下三相不平衡率为13%，零线电流在额定值的120%，绝缘油耐压试验为31.2kV。巡检数据为：户外变压器绕组及套管污秽不明显，略有破损、缺失。分接开关、温控、风机装置运行正常，油箱轻微渗油，轻微锈蚀。油位无异常显示，接地引下线无明显接地，或者连接松动、接地不良等问题。对于其中的定性指标，可以按照上节所述的模糊统计实验法来确定其隶属度。根据表摘自：毕业论文格式字体www.7ctime.com
格中的各个状态指标的技术标准与评语集，在表格中相应的位置打“√”。
结合上节求得权重分配，可以得到Bp1=Ap1·Rp1。
则绕组及套管的隶属度：
Bp1=0.1920.1680.1090.0880.0730.1060.1050.159T×0.768 0.232 0 00.668 0.212 0.120 00.871 0.129 0 0 1 0 0 0 0.2 0.6 0.2 0 0.1 0.7 0.2 00.137 0.621 0.242 00.202 0.449 0.349 0
=[0.5143 0.3488 0.1369 0]
分接开关的隶属度：Bp2=Rp2=[0.9 0.1 0 0]
冷却系统的隶属度：
Bp3=Ap3·Rp3=0.6450.355T×0.8 0.2 0 00.9 0.1 0 0
=0.835 0.164 0 0
油箱的隶属度：
Bp4=Ap4·Rp4=0.1520.2110.2370.0650.211论文导读：法建立配电变压器状态评估模型的手段。首先，在综合考虑预防性试验、运行资料、检修状况的基础上确立了3层评估指标体系；在确定权重的过程中将三角模糊数引入到层次分析法的模型中，以进一步消除主观因素的影响；通过实例分析并且与传统的模糊综合评判法比较表明：该方法具有很强的适用性，可以为配网设备状态检修提供参考依据。
0.124T×0.874 0.126 0 0 0.3 0.7 0 0 0.6 0.4 0 0 0.8 0.2 0 00.372 0.356 0.272 0 0.2 0.6 0.2 0
=0.4936 0.4242 0.0822 0
非电量保护装置的隶属度：
Bp5=0.563 0.211 0.226 0
接地装置的隶属度：
Bp6=Ap6·Rp6=0.3670.633T×0.723 0.277 0 0 1 0 0 0
=0.898 0.101 0 0
绝缘油的隶属度：Bp7=Ap7·Rp7=0.2540.746T×0.3 0.6 0.1 0 1 0 0 0
=0.822 0.152 0.025 0
标识的隶属度：Bp8=0 0.7 0.3 0
则整个配电变压器的综合评判结果为：
Bp=Ap·Rp=0.2730.0880.1430.0820.0910.0750.1830.065T×0.5143 0.3488 0.1369 0 0.9 0.1 0 00.8355 0.1645 0 00.4936 0.4242 0.0822 0 0.563 0.211 0.226 00.8983 0.1017 0 00.8222 0.1524 0.0254 0 0 0.7 0.3 0
=[0.6486 0.2625 0.0888 0]
4 结果分析
从上述评价结果可以看到，此配电变压器的综合评价结果对于正常状态的隶属度为0.6486，对于注意状态的隶属度为0.2625。由此判断，配电变压器整体处于正常状态与注意状态之间，但两者数据差别较大，则说明其整体处于正常状态。从实际结果中可以看到：部分试验数据已经偏离出厂值，有一定的劣化趋势，但尚未达到注意值。绝缘电阻明显下降，已接近注意值，应予以注意，需加强跟踪分析，这与当前此配电变压器的实际结果相吻合。
5 结论
本文在分析传统模糊综合评判法的基础上，提出了一种采用改进模糊综合评判法建立配电变压器状态评估模型的手段。首先，在综合考虑预防性试验、运行资料、检修状况的基础上确立了3层评估指标体系；在确定权重的过程中将三角模糊数引入到层次分析法的模型中，以进一步消除主观因素的影响；通过实例分析并且与传统的模糊综合评判法比较表明：该方法具有很强的适用性，可以为配网设备状态检修提供参考依据。
参考文献：
陈安伟.输变电设备状态检修的应用[J].电网技术，2009，33（20）：23-27.
黄幼茹.电力工业可靠性管理的现状、问题及对策[J].中国电力企业管理，1997（7）：12-16.
[3]董宝弊.变压器渗漏事故的严重性及预防措施[J].中国电力，1997，30（5）：63-64.
[4]赵明欣，鲁宗相，吴林林等.基于风险评估的输变电设备维修技术[J].电力系统自动化，2009，33（19）：30-35.
[5]李耀君，于新颖.火电厂设备状态检修技术[J].中国电力，2005（04）：9-15.
摘要：本文在分析影响其运行状态的各个状态量以及其获取方式的基础上，将配电变压器划分为各个部件单元，并将模糊数学相关理论引入其状态评估中。综合考虑各个状态量，建立一个适用于配电变压器三层模糊综合评估模型。引入三角模糊数来确定各个状态因素在评估模型中的权重，以求进一步减少人为主观因素的影响，并用灰色关联度理论进行处理与修正，以提高评估的准确性。
关键词：配网设备 状态评估 模糊综合评判
0 引言
配电系统直接与用户相连接，与人们的生产生活息息相关，位于电力系统的最末端，同时也是电力系统中的最薄弱环节。因此配电网设备能否安全稳定地运行直接关系到用户供电的可靠性。与输电网相比，配电网在结构设计上和运行上有着其自身的特点。配电网虽然电压等级较低，但待评估设备数量、种类极为庞大，给维修带来了巨大压力。状态检修技术已经在输电网中广泛推广，但在配电网中才刚刚起步，传统的检修方式已经无法满足现代化配电网的要求。为了进一步提高配网运行的可靠性，可靠地对配网设备实施状态评估具有重要的研究意义[2-3]。
1 综合评估模型的建立
在电力设备的实际评估中，由于本身结构复杂、监测方式繁多，获取的状态量具有不确定性，存在着“亦此亦彼”的现象。而传统的评估方法，只是认识到了其“非此即彼”的状态，这与其实际情况不相符，影响了评估的准确性。本文将模糊理论中模糊综合评判的思想引入到配网设备的状态评估中，并以配电变压器为例，综合各个状态量，建立一个适用于配电变压器的状态评估模型。
2 模糊综合评判的步骤
基于模糊理论的配网变压器状态评估方法，其方法步骤如下：①根据配网变压器的日常巡检、例行试验和诊断性试验数据，建立配电变压器状态评估指标体系，确定评判指标集和评语集，其中评判指标集包含所述指标体系里的所有指标，评判集为正常、注意、异常、严重四种状态。②采用改进的层次分析法确定所述评判指标集里各个指标的权重。③采用相对劣化度的概念来确定配网变压器的评判矩阵，具体实现方法如下：a对定性状态量进行状态等级划分，确定隶属度。以问卷调查的方式邀请若干位专家对定性状态量进行状态等级划分，经过归一化处理，则可以得到单指标的隶属度。b对定量状态量，采用三角形与梯形相组合的隶属函数确定隶属度。
3 算例
以某市某10kV配电变压器为例，将收集到的巡检资料、运行试验信息进行处理并对其运行状态进行评估。部分处理后的数据资料如下所示：1.6MVA以上的配电变压器经过绕组直流电阻测试，相间直流电阻最大值为三相平均值的0.64%，绝缘电阻与初值相比下降约8%，接头相间温度差小于9K，接头温度为78℃。最大运行负载率长期达到80%以上，变压器器身温度约超过厂家允许值的5%，Yyn0接线方式下三相不平衡率为13%，零线电流在额定值的120%，绝缘油耐压试验为31.2kV。巡检数据为：户外变压器绕组及套管污秽不明显，略有破损、缺失。分接开关、温控、风机装置运行正常，油箱轻微渗油，轻微锈蚀。油位无异常显示，接地引下线无明显接地，或者连接松动、接地不良等问题。对于其中的定性指标，可以按照上节所述的模糊统计实验法来确定其隶属度。根据表摘自：毕业论文格式字体www.7ctime.com
格中的各个状态指标的技术标准与评语集，在表格中相应的位置打“√”。
结合上节求得权重分配，可以得到Bp1=Ap1·Rp1。
则绕组及套管的隶属度：
Bp1=0.1920.1680.1090.0880.0730.1060.1050.159T×0.768 0.232 0 00.668 0.212 0.120 00.871 0.129 0 0 1 0 0 0 0.2 0.6 0.2 0 0.1 0.7 0.2 00.137 0.621 0.242 00.202 0.449 0.349 0
=[0.5143 0.3488 0.1369 0]
分接开关的隶属度：Bp2=Rp2=[0.9 0.1 0 0]
冷却系统的隶属度：
Bp3=Ap3·Rp3=0.6450.355T×0.8 0.2 0 00.9 0.1 0 0
=0.835 0.164 0 0
油箱的隶属度：
Bp4=Ap4·Rp4=0.1520.2110.2370.0650.211论文导读：法建立配电变压器状态评估模型的手段。首先，在综合考虑预防性试验、运行资料、检修状况的基础上确立了3层评估指标体系；在确定权重的过程中将三角模糊数引入到层次分析法的模型中，以进一步消除主观因素的影响；通过实例分析并且与传统的模糊综合评判法比较表明：该方法具有很强的适用性，可以为配网设备状态检修提供参考依据。
0.124T×0.874 0.126 0 0 0.3 0.7 0 0 0.6 0.4 0 0 0.8 0.2 0 00.372 0.356 0.272 0 0.2 0.6 0.2 0
=0.4936 0.4242 0.0822 0
非电量保护装置的隶属度：
Bp5=0.563 0.211 0.226 0
接地装置的隶属度：
Bp6=Ap6·Rp6=0.3670.633T×0.723 0.277 0 0 1 0 0 0
=0.898 0.101 0 0
绝缘油的隶属度：Bp7=Ap7·Rp7=0.2540.746T×0.3 0.6 0.1 0 1 0 0 0
=0.822 0.152 0.025 0
标识的隶属度：Bp8=0 0.7 0.3 0
则整个配电变压器的综合评判结果为：
Bp=Ap·Rp=0.2730.0880.1430.0820.0910.0750.1830.065T×0.5143 0.3488 0.1369 0 0.9 0.1 0 00.8355 0.1645 0 00.4936 0.4242 0.0822 0 0.563 0.211 0.226 00.8983 0.1017 0 00.8222 0.1524 0.0254 0 0 0.7 0.3 0
=[0.6486 0.2625 0.0888 0]
4 结果分析
从上述评价结果可以看到，此配电变压器的综合评价结果对于正常状态的隶属度为0.6486，对于注意状态的隶属度为0.2625。由此判断，配电变压器整体处于正常状态与注意状态之间，但两者数据差别较大，则说明其整体处于正常状态。从实际结果中可以看到：部分试验数据已经偏离出厂值，有一定的劣化趋势，但尚未达到注意值。绝缘电阻明显下降，已接近注意值，应予以注意，需加强跟踪分析，这与当前此配电变压器的实际结果相吻合。
5 结论
本文在分析传统模糊综合评判法的基础上，提出了一种采用改进模糊综合评判法建立配电变压器状态评估模型的手段。首先，在综合考虑预防性试验、运行资料、检修状况的基础上确立了3层评估指标体系；在确定权重的过程中将三角模糊数引入到层次分析法的模型中，以进一步消除主观因素的影响；通过实例分析并且与传统的模糊综合评判法比较表明：该方法具有很强的适用性，可以为配网设备状态检修提供参考依据。
参考文献：
陈安伟.输变电设备状态检修的应用[J].电网技术，2009，33（20）：23-27.
黄幼茹.电力工业可靠性管理的现状、问题及对策[J].中国电力企业管理，1997（7）：12-16.
[3]董宝弊.变压器渗漏事故的严重性及预防措施[J].中国电力，1997，30（5）：63-64.
[4]赵明欣，鲁宗相，吴林林等.基于风险评估的输变电设备维修技术[J].电力系统自动化，2009，33（19）：30-35.
[5]李耀君，于新颖.火电厂设备状态检修技术[J].中国电力，2005（04）：9-15.