一種基于蝴蝶結模型的變壓器故障風險評估方法技術

本發明專利技術公開了一種基于蝴蝶結模型的變壓器風險評估的方法，首先通過在線監測數據得到變壓器當前的運行狀態，并收集變壓器歷年來的運行數據和檢修記錄，得到變壓器的健康指數；再結合變壓器的故障分析，得出變壓器各個部件的故障概率；然后根據所建立的變壓器蝴蝶結模型和風險評估矩陣，結合前述數據對變壓器進行風險評估，建立變壓器風險臺賬。本發明專利技術可以了解變壓器故障可能存在的部位、產生原因以及對應的解決措施，并能量化一臺變壓器的相對風險大小，這將有助于電力系統運維人員及時地對變壓器的異常狀況進行處理，防止變壓器故障隱患爆發造成設備損壞事故，避免因采取不得當的檢修方式導致經濟上的浪費和安全可靠性的下降，具有較高的社會和經濟效益。

【技術實現步驟摘要】
一種基于蝴蝶結模型的變壓器故障風險評估方法
本專利技術屬于變壓器
，更具體地，涉及一種基于蝴蝶結模型的變壓器故障 風險評估方法。
技術介紹
電力變壓器是電網中能量轉換、傳輸的核心，是國民經濟各行各業和千家萬戶能 量來源的必經之路，是電網中最重要和最關鍵的設備之一。因此，提高變壓器的運行維護技 術和管理水平，預防和降低故障的幾率，采用合理的維修策略降低維修費用，是國內外電力 行業急需解決的難題。 鑒于電力變壓器在長時間的運行中，受到電磁振動、機械磨損、化學作用、大氣腐 蝕、電腐蝕等內外影響，其健康狀態逐漸變壞，在不同程度上影響了該設備的安全可靠性。 對電力變壓器進行風險評估的目的就是為了評估變壓器的異常運行狀況對電力系統的潛 在影響程度，對變壓器運行中的不確定性進行量化分析，讓相關人員更好的了解變壓器的 健康狀況及采取何種應對措施。本專利技術中的風險評估技術既可以幫助電力系統運維人員及 時地對變壓器的異常狀況進行處理，防止變壓器故障隱患爆發造成設備損壞事故，又可以 避免因采取不得當的檢修方式導致經濟上的浪費和安全可靠性的下降，具有較高的社會和 經濟效益。 目前我國變壓器評估方法有很多種，大多以預防性試驗為主，其中主要包括：測量 絕緣電阻、測量直流泄漏電流、直流耐壓試驗、交流耐壓試驗、介損正切試驗、絕緣油試驗、 微水測試、油中溶解氣體色譜分析、局放試驗等。這些試驗項目繁多，且數據龐雜。在變壓 器狀態評估中，目前主要采用是非制，即狀態分為合格和不合格狀態，沒有更詳細 地進行優劣程度的評價，不利于變壓器的維護和更換。為了準確判斷出變壓器的健康狀況， 需要在變壓器在線監測數據的基礎上，結合變壓器其他電氣試驗參數進行綜合分析判斷， 同時還要考慮變壓器故障對成本、環境等的影響，因此急需一種可滿足上述要求的新型變 壓器風險評估技術。
技術實現思路
針對現有技術的缺陷，本專利技術的目的在于提供一種基于蝴蝶結模型的變壓器故障 風險評估方法，通過此方法了解變壓器可能存在的故障、產生原因以及相應的處理措施，并 能根據變壓器的具體參數和運行情況對變壓器運行狀態進行量化評估，明確電力變壓器的 相對風險優先級。 本專利技術提供了一種基于蝴蝶結模型的變壓器故障風險評估方法，其特征在于，包 括下述步驟： S1 :根據變壓器當前運行狀態，將得到的在線監測數據與標準運行數據庫進行比 較，可以獲得變壓器的健康指數HI ; S2 :根據變壓器的結構將所述變壓器分為九個關鍵部件，并結合所述變壓器的歷 史缺陷、故障分析和所述健康指數HI獲得各個部件的故障概率<^ = 2：^ 4^x100% _ 其中，九個關鍵部件分別為鐵芯、繞組、套管、分接開關、冷卻系統、儲油柜、絕緣介 質、引線、附件；P為年故障發生概率；N為設備總臺數；i為設備的分類，i = 1?9 A為某 一分類的設備臺數；入為設備故障率，入=KX，xhi，K和C分別為比例系數和曲率系數； S3 :針對九個關鍵部件分別建立變壓器故障的蝴蝶結模型，同時根據風險概率和 風險影響等級建立安全、可靠性、成本及環境四個風險評估矩陣；然后根據每一個部件的故 障概率和故障后果等級獲得該部件的安全風險值、可靠性風險值、成本風險值、環境風險值 和整體風險值； S4:根據每個關鍵部件的蝴蝶結模型、風險評估矩陣以及變壓器的歷史數據，對所 述變壓器進行綜合風險的評估。 其中，蝴蝶結模型包括5部分要素：①起因，事故發生的可能原因；②事前的預防 措施，為降低事故發生幾率而采取的行動；③事故，可能造成不良后果的意外事件；④事故 后的控制措施，事故發生后，為減少不良影響或減低后果嚴重程度所采取的行動；⑤后果， 事故可能造成的后果。 其中，所述變壓器每個部件的安全風險值、可靠性風險值、成本風險值、環境風險 值均根據公式風險（R)=風險概率（P) X風險后果（C)獲得；風險概率P的計算過程為：首 先由變壓器當前運行參數對比標準運行數據閾值，得到該參數下的健康指數HI。根據健康 指數可以判斷變壓器各關鍵部位的具體運行健康狀況，結合變壓器歷史故障部位及檢修次 數，以及變壓器在線監測數據，確定其故障概率。具體說來，安全風險值對應的安全風險概 率根據相關數據在安全風險評估矩陣中定位獲得，可靠性風險值對應的可靠性風險概率根 據相關數據在可靠性風險評估矩陣中定位獲得，成本風險值對應的成本風險概率根據相關 數據在成本風險評估矩陣中定位獲得，環境風險值對應的安全風險概率根據相關數據在環 境風險評估矩陣中定位獲得。后果等級C需要由專家現場打分確定。 其中，所述整體風險值穴=-Z：4-；-其中Ri依次為安全風險值、可靠性風險 ? 1 rr l m 9 值、成本風險值、環境風險值，Wi為其各自權重。 其中，所述風險概率的確定。把主觀風險概率與模糊數學理論相結合來計算風險 概率，即用模糊數學理論將主觀概率模糊化、定量化，將變壓器的風險概率劃分為：非常大 (E，發生概率>50% )、大（D，發生概率>25% )、中度（C，發生概率>10% )、小（B，發生概率 >5% )、很小（A，發生概率在5 %以下）5個等級。 其中，所述變壓器風險影響等級的確定。綜合考慮了變壓器故障后本區域電網波 動情況（包括電能質量、頻率、電壓、負載）、相鄰區域電網波動情況以及所屬大面積電網波 動情況等因素，將變壓器的風險影響等級劃分為：輕度損壞I (經濟損失〈1萬）、輕度至中 度損壞II (經濟損失〈1百萬）、中度損壞III (經濟損失>1百萬）、重大設備損壞IV (經濟 損失>5百萬）、整個設施發生重大損壞V (經濟損失>1千萬）5個等級。 其中，所述綜合風險等級的確定。綜合考慮風險發生概率和影響等級，通過風險矩 陣確定風險等級。綜合風險等級包括3個，即高風險、中等風險和低風險。 本專利技術可以清晰地了解變壓器可能存在的故障、產生原因以及相應的處理措施， 并能根據變壓器的具體參數和運行情況對變壓器運行狀態進行量化評估，明確電力變壓器 的相對風險優先級，為變壓器維護和檢修提供依據。 【附圖說明】 圖1為本專利技術實施例提供的一種基于蝴蝶結模型的變壓器故障風險評估方法實 現流程示意圖； 圖2為本專利技術實施例提供的變壓器蝴蝶結模型的結構示意圖； 圖3為本專利技術實施例提供的變壓器劃分為九個關鍵部件的結構示意圖； 圖4為本專利技術實施例提供的變壓器套管的蝴蝶結模型； 圖5為本專利技術實施例提供的變壓器繞組的蝴蝶結模型； 圖6為本專利技術實施例提供的變壓器鐵芯的蝴蝶結模型； 圖7為本專利技術實施例提供的變壓器分接開關的蝴蝶結模型； 圖8為本專利技術實施例提供的變壓器絕緣介質的蝴蝶結模型； 圖9為本專利技術實施例提供的變壓器儲油柜的蝴蝶結模型； 圖10為本專利技術實施例提供的變壓器引線的蝴蝶結模型； 圖11為本專利技術實施例提供的變壓器附件的蝴蝶結模型； 圖12為本專利技術實施例提供的變壓器冷卻系統的蝴蝶結模型。 【具體實施方式】 為了使本專利技術的目的、技術方案及優點更加清楚明白，以下結合附圖及實施例，對 本專利技術進行進一步詳細說明本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種基于蝴蝶結模型的變壓器故障風險評估方法，其特征在于，包括下述步驟：S1：根據變壓器當前運行狀態，將得到的在線監測數據與標準運行數據庫進行比較，可以獲得變壓器的健康指數HI；S2：根據變壓器的結構將所述變壓器分為九個關鍵部件，并結合所述變壓器的歷史缺陷、故障分析和所述健康指數HI獲得各個部件的故障概率P=Σi=19Ni×λN×100%;]]>其中，九個關鍵部件分別為鐵芯、繞組、套管、分接開關、冷卻系統、儲油柜、絕緣介質、引線、附件；P為年故障發生概率；N為設備總臺數；i為設備的分類，i＝1～9；Ni為某一分類的設備臺數；λ為設備故障率，λ＝K×e?C×HI，K和C分別為比例系數和曲率系數；S3：針對九個關鍵部件分別建立變壓器故障的蝴蝶結模型，同時根據風險概率和風險影響等級建立安全、可靠性、成本及環境四個風險評估矩陣；然后根據每一個部件的故障概率和故障后果等級獲得該部件的安全風險值、可靠性風險值、成本風險值、環境風險值和整體風險值；S4：根據每個關鍵部件的蝴蝶結模型、風險評估矩陣以及變壓器的歷史數據，對所述變壓器進行綜合風險的評估。

【技術特征摘要】
1. 一種基于蝴蝶結模型的變壓器故障風險評估方法，其特征在于，包括下述步驟： 51 :根據變壓器當前運行狀態，將得到的在線監測數據與標準運行數據庫進行比較，可 以獲得變壓器的健康指數HI ; 52 :根據變壓器的結構將所述變壓器分為九個關鍵部件，并結合所述變壓器的歷史缺 陷、故障分析和所述健康指數HI獲得各個部件的故障概率其中，九個關鍵部件分別為鐵芯、繞組、套管、分接開關、冷卻系統、儲油柜、絕緣介質、 引線、附件；P為年故障發生概率；N為設備總臺數；i為設備的分類，i = 1?9 為某一 分類的設備臺數彳為設備故障率，入=KX，XHI，K和C分別為比例系數和曲率系數； 53 :針對九個關鍵部件分別建立變壓器故障的蝴蝶結模型，同時根據風險概率和風險 影響等級建立安全、可靠性、成本及環境四個風險評估矩陣；然后根據每一個部件的故障概 率和故障后果等級獲得該部件的安全風險值、可靠性風險值、成本風...

【專利技術屬性】
技術研發人員：臧春艷，馬繼先，郭紹偉，龍凱華，蔡巍，端木林楠，郝震，陳亞敏，
申請(專利權)人：華中科技大學，國家電網公司，國網冀北電力有限公司電力科學研究院，
類型：發明
國別省市：湖北;42