一種基于模糊綜合評(píng)判的配電變壓器狀態(tài)評(píng)估方法

孫欣楠

摘要：本文在分析影響其運(yùn)行狀態(tài)的各個(gè)狀態(tài)量以及其獲取方式的基礎(chǔ)上，將配電變壓器劃分為各個(gè)部件單元，并將模糊數(shù)學(xué)相關(guān)理論引入其狀態(tài)評(píng)估中。綜合考慮各個(gè)狀態(tài)量，建立一個(gè)適用于配電變壓器三層模糊綜合評(píng)估模型。引入三角模糊數(shù)來(lái)確定各個(gè)狀態(tài)因素在評(píng)估模型中的權(quán)重，以求進(jìn)一步減少人為主觀因素的影響，并用灰色關(guān)聯(lián)度理論進(jìn)行處理與修正，以提高評(píng)估的準(zhǔn)確性。

關(guān)鍵詞：配網(wǎng)設(shè)備 狀態(tài)評(píng)估 模糊綜合評(píng)判

0 引言

配電系統(tǒng)直接與用戶相連接，與人們的生產(chǎn)生活息息相關(guān)，位于電力系統(tǒng)的最末端，同時(shí)也是電力系統(tǒng)中的最薄弱環(huán)節(jié)。因此配電網(wǎng)設(shè)備能否安全穩(wěn)定地運(yùn)行直接關(guān)系到用戶供電的可靠性[1]。與輸電網(wǎng)相比，配電網(wǎng)在結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)上和運(yùn)行上有著其自身的特點(diǎn)。配電網(wǎng)雖然電壓等級(jí)較低，但待評(píng)估設(shè)備數(shù)量、種類極為龐大，給維修帶來(lái)了巨大壓力。狀態(tài)檢修技術(shù)已經(jīng)在輸電網(wǎng)中廣泛推廣，但在配電網(wǎng)中才剛剛起步，傳統(tǒng)的檢修方式已經(jīng)無(wú)法滿足現(xiàn)代化配電網(wǎng)的要求。為了進(jìn)一步提高配網(wǎng)運(yùn)行的可靠性，可靠地對(duì)配網(wǎng)設(shè)備實(shí)施狀態(tài)評(píng)估具有重要的研究意義[2-3]。

1 綜合評(píng)估模型的建立

在電力設(shè)備的實(shí)際評(píng)估中，由于本身結(jié)構(gòu)復(fù)雜、監(jiān)測(cè)方式繁多，獲取的狀態(tài)量具有不確定性，存在著“亦此亦彼”的現(xiàn)象。而傳統(tǒng)的評(píng)估方法，只是認(rèn)識(shí)到了其“非此即彼”的狀態(tài)，這與其實(shí)際情況不相符，影響了評(píng)估的準(zhǔn)確性。本文將模糊理論中模糊綜合評(píng)判的思想引入到配網(wǎng)設(shè)備的狀態(tài)評(píng)估中，并以配電變壓器為例，綜合各個(gè)狀態(tài)量，建立一個(gè)適用于配電變壓器的狀態(tài)評(píng)估模型。

2 模糊綜合評(píng)判的步驟

基于模糊理論的配網(wǎng)變壓器狀態(tài)評(píng)估方法，其方法步驟如下：①根據(jù)配網(wǎng)變壓器的日常巡檢、例行試驗(yàn)和診斷性試驗(yàn)數(shù)據(jù)，建立配電變壓器狀態(tài)評(píng)估三級(jí)指標(biāo)體系，確定評(píng)判指標(biāo)集和評(píng)語(yǔ)集，其中評(píng)判指標(biāo)集包含所述三級(jí)指標(biāo)體系里的所有指標(biāo)，評(píng)判集為正常、注意、異常、嚴(yán)重四種狀態(tài)。②采用改進(jìn)的層次分析法確定所述評(píng)判指標(biāo)集里各個(gè)指標(biāo)的權(quán)重。③采用相對(duì)劣化度的概念來(lái)確定配網(wǎng)變壓器的評(píng)判矩陣，具體實(shí)現(xiàn)方法如下：a對(duì)定性狀態(tài)量進(jìn)行狀態(tài)等級(jí)劃分，確定隸屬度。以問(wèn)卷調(diào)查的方式邀請(qǐng)若干位專家對(duì)定性狀態(tài)量進(jìn)行狀態(tài)等級(jí)劃分，經(jīng)過(guò)歸一化處理，則可以得到單指標(biāo)的隸屬度。b對(duì)定量狀態(tài)量，采用三角形與梯形相組合的隸屬函數(shù)確定隸屬度。

3 算例

以某市某10kV配電變壓器為例，將收集到的巡檢資料、運(yùn)行試驗(yàn)信息進(jìn)行處理并對(duì)其運(yùn)行狀態(tài)進(jìn)行評(píng)估。部分處理后的數(shù)據(jù)資料如下所示：1.6MVA以上的配電變壓器經(jīng)過(guò)繞組直流電阻測(cè)試，相間直流電阻最大值為三相平均值的0.64%，絕緣電阻與初值相比下降約8%，接頭相間溫度差小于9K，接頭溫度為78℃。最大運(yùn)行負(fù)載率長(zhǎng)期達(dá)到80%以上，變壓器器身溫度約超過(guò)廠家允許值的5%，Yyn0接線方式下三相不平衡率為13%，零線電流在額定值的120%，絕緣油耐壓試驗(yàn)為31.2kV。巡檢數(shù)據(jù)為：戶外變壓器繞組及套管污穢不明顯，略有破損、缺失。分接開(kāi)關(guān)、溫控、風(fēng)機(jī)裝置運(yùn)行正常，油箱輕微滲油，輕微銹蝕。油位無(wú)異常顯示，接地引下線無(wú)明顯接地，或者連接松動(dòng)、接地不良等問(wèn)題。對(duì)于其中的定性指標(biāo)，可以按照上節(jié)所述的模糊統(tǒng)計(jì)實(shí)驗(yàn)法來(lái)確定其隸屬度。根據(jù)表格中的各個(gè)狀態(tài)指標(biāo)的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)與評(píng)語(yǔ)集，在表格中相應(yīng)的位置打“√”。

結(jié)合上節(jié)求得權(quán)重分配，可以得到Bp1=Ap1·Rp1。

則繞組及套管的隸屬度：

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]

分接開(kāi)關(guān)的隸屬度：Bp2=Rp2=[0.9 0.1 0 0]

冷卻系統(tǒng)的隸屬度：

Bp3=Ap3·Rp3=0.6450.355T×0.8 0.2 0 00.9 0.1 0 0

=0.835 0.164 0 0

油箱的隸屬度：

Bp4=Ap4·Rp4=0.1520.2110.2370.0650.2110.124T×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

非電量保護(hù)裝置的隸屬度：

Bp5=0.563 0.211 0.226 0

接地裝置的隸屬度：

Bp6=Ap6·Rp6=0.3670.633T×0.723 0.277 0 0 1 0 0 0

=0.898 0.101 0 0

絕緣油的隸屬度：Bp7=Ap7·Rp7=0.2540.746T×0.3 0.6 0.1 0 1 0 0 0

=0.822 0.152 0.025 0

標(biāo)識(shí)的隸屬度：Bp8=0 0.7 0.3 0

則整個(gè)配電變壓器的綜合評(píng)判結(jié)果為：

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 結(jié)果分析

從上述評(píng)價(jià)結(jié)果可以看到，此配電變壓器的綜合評(píng)價(jià)結(jié)果對(duì)于正常狀態(tài)的隸屬度為0.6486，對(duì)于注意狀態(tài)的隸屬度為0.2625。由此判斷，配電變壓器整體處于正常狀態(tài)與注意狀態(tài)之間，但兩者數(shù)據(jù)差別較大，則說(shuō)明其整體處于正常狀態(tài)。從實(shí)際結(jié)果中可以看到：部分試驗(yàn)數(shù)據(jù)已經(jīng)偏離出廠值，有一定的劣化趨勢(shì)，但尚未達(dá)到注意值。絕緣電阻明顯下降，已接近注意值，應(yīng)予以注意，需加強(qiáng)跟蹤分析，這與當(dāng)前此配電變壓器的實(shí)際結(jié)果相吻合。

5 結(jié)論

本文在分析傳統(tǒng)模糊綜合評(píng)判法的基礎(chǔ)上，提出了一種采用改進(jìn)模糊綜合評(píng)判法建立配電變壓器狀態(tài)評(píng)估模型的手段。首先，在綜合考慮預(yù)防性試驗(yàn)、運(yùn)行資料、檢修狀況的基礎(chǔ)上確立了3層評(píng)估指標(biāo)體系；在確定權(quán)重的過(guò)程中將三角模糊數(shù)引入到層次分析法的模型中，以進(jìn)一步消除主觀因素的影響；通過(guò)實(shí)例分析并且與傳統(tǒng)的模糊綜合評(píng)判法比較表明：該方法具有很強(qiáng)的適用性，可以為配網(wǎng)設(shè)備狀態(tài)檢修提供參考依據(jù)。

參考文獻(xiàn)：

[1]陳安偉.輸變電設(shè)備狀態(tài)檢修的應(yīng)用[J].電網(wǎng)技術(shù)，2009，33（20）：23-27.

[2]黃幼茹.電力工業(yè)可靠性管理的現(xiàn)狀、問(wèn)題及對(duì)策[J].中國(guó)電力企業(yè)管理，1997（7）：12-16.

[3]董寶弊.變壓器滲漏事故的嚴(yán)重性及預(yù)防措施[J].中國(guó)電力，1997，30（5）：63-64.

[4]趙明欣，魯宗相，吳林林等.基于風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估的輸變電設(shè)備維修技術(shù)[J].電力系統(tǒng)自動(dòng)化，2009，33（19）：30-35.

[5]李耀君，于新穎.火電廠設(shè)備狀態(tài)檢修技術(shù)[J].中國(guó)電力，2005（04）：9-15.