考虑设备老化及运行状态的变压器可靠性评估

摘要

目前，国内外电网大停电事故的原因除了电网运行故障外，电力设备的自身故障也需要得到足够的重视。保证电网稳定的基础是电力设备安全运行，尤其是作为电力系统的核心设备的变压器，其运行状态直接影响电力系统的安全稳定。关于变压器评价方法很多，但很多方法还存在可以改进的方面，同时在现有的多种评价方法中，将变压器长期寿命评价和短期状态评估相结合的综合评价方法较少，不能对变压器整体进行全面的综合评估。本文在现有方法的基础上通过改进算法实现了对变压器的可靠性评价。
　　首先，本文对变压器进行准确的等效寿命损失和剩余寿命预测，计算等效寿命损失和剩余寿命时考虑数据采集频率、环境温度和变压器负载的影响，将预期总寿命与等效寿命损失结合，通过计算可得变压器的剩余寿命预测值。算例分析结果证明了该预测方法的准确性。
　　其次，本文在各状态评估方法基础上总结归纳，基于国家电网评价规程对变压器进行分层处理，采用模糊层次分析法确定各层元素权重，通过加权求和自下而上得出变压器状态评估结果，其中各权重利用历史统计数据计算确定，克服了专家权重的主观性。最后通过实际数据进行算例计算后证明了该方法的准确性。采用模糊层次分析法是变压器状态评估的新的尝试，为变压器状态评估提供了新的思路。
　　最后，本文同时考虑剩余寿命和状态评分对变压器故障率的影响，通过边界条件限制及趋势分析建立故障率函数模型，利用最小二乘法对该模型进行参数拟合。通过一组数据进行算例分析，结果表明了该模型建立的科学性和参数拟合方法的准确性。

目录

声明

致谢

摘要

第一章 绪论

1．1 选题的背景与意义

1．2 国内外研究现状

1．2．1 变压器长期评价研究现状

1．2．2 变压器短期状态评估研究现状

1．2．3 变压器长期评价及短期评价方法总结对比

1．3 本文主要研究内容

第二章 变压器老化计算及寿命预测

2．1 引言

2．2 变压器老化的影响因素

2．2．1 热老化

2．2．2 环境老化

2．2．3 机械老化

2．3 变压器热老化研究现状

2．3．1 变压器热老化理化特征量及规律

2．3．2 变压器热老化电气特征量及规律

2．4 考虑温度影响的变压器热老化计算

2．4．1 变压器热点温度计算

2．4．2 加速老化因子计算

2．4．3 绝缘寿命损失计算

2．5 变压器绝缘寿命预测

2．6 算例分析

2．6．1 变压器加速老化因子计算

2．6．2 变压器寿命预测

2．7 本章小结

第三章 基于模糊层次分析法的变压器状态评估

3．1 引言

3．2 模糊层次分析法理论基础

3．2．1 模糊层次分析法基本理论

3．2．2 模糊判断矩阵的建立和一致性判定

3．2．3 基于FAHP的元素权重计算

3．3 基于模糊层次分析法的变压器状态评估

3．3．1 变压器状态评估层次划分及元素确定

3．3．2 故障类型状态评分计算

3．3．3 变压器整体状态评分计算

3．3．4 变压器状态评估步骤总结

3．5 算例分析

3．6 本章小结

第四章 变压器可靠性评估

4．1 引言

4．2 变压器故障率函数模型建立

4．3 变压器故障率模型参数拟合

4．4 算例分析

4．5 本章小结

第五章 总结与展望

5．1 本文工作总结

5．2 后续工作展望

参考文献

攻读硕士学位期间的学术活动及成果情况