煤矿井下供电系统用干式变压器绝缘健康状态评估方法

摘要

一种煤矿井下供电系统用干式变压器绝缘健康状态评估方法，所述方法是基于确定监测量、提取特征量、特征量处理、故障诊断、健康状态评估、建立数据库以及状态预警的多信息源融合进行评估，同时利用绝缘缺陷处放电演变过程中相关特征量的变化规律来监测绝缘局部缺陷的发展程度，采用基于粒子群优化算法的支持向量机实现绝缘局部缺陷风险性的诊断，获得矿用干式变压器整体健康状态和绝缘局部劣化程度兼顾的综合评估结果，本方法对各个特征量赋予相应的变权值，适用性强，判断准确度高，有助于及早地、准确地、快速地预测潜在的故障和分辨故障类型，综合评估变压器的运行状态及可能的缺陷发展趋势，提高了变压器运行的可靠性和连续性。

主权项

一种煤矿井下供电系统用干式变压器绝缘健康状态评估方法，所述评估方法是基于多信息源融合的矿用干式变压器绝缘健康状态评估方法如下：（1）确定监测量，在线监测干式变压器的运行环境参数、三相绕组与铁芯热点温度、三相运行电压、三相运行电流，铁芯泄漏电流和局部放电、三相进线触头与出线触头温度、谐波含有率、谐波畸变率THD、电压偏差；除了在线监测量外，还包括绝缘电阻、吸收比、介质损耗因素和绕组直流电阻的电气试验参量、变压器的出厂铭牌参数和检修故障记录；（2）特征量提取，提取放电次数n、放电量q、放电相位，得到局部放电二维谱图和三维谱图统计特征量，反映局部放电信号整体特征；分别提取四个二维谱图的偏斜度S_k、陡峭度k_u、放电量因数Q、相位不对称度Φ以及互相关系数CC的16个特征参数，从不同的角度全面描述局部放电谱图特征；提取运行电压、运行电流的有效值作为特征值；运行温度的实时值作为特征量；（3）特征量处理，为减少特征量的互斥性，采用归一化方法计算各个特征量的相应值，并作为智能评估系统的输入参量；（4）故障诊断，分别模拟绕组局部短路、绕组短路、绕组散热不良、过负荷、绕组接地的绕组故障和铁芯多点接地、散热不良、局部短路的铁芯故障，采集不同环境条件下的各监测量值，提取特征量并将其分别作为训练集和测试集，采用基于粒子群优化算法的支持向量机训练统计特征参量，得到支持向量机分类模型，并采用最优参数下的支持向量机分类器对待识别的故障数据进行故障诊断；（5）健康状态评估，分别模拟不同环境温度和不同湿度条件下的典型矿用干式变压器绝缘放电缺陷，测试不同绝缘缺陷处的局部放电的变化规律，提取特征量并将其作为训练集和测试集，基于粒子群优化算法的支持向量机训练矿用干式变压器绝缘局部缺陷劣化程度诊断模型；采用矿用干式变压器的运行参数、预防性试验参数、环境参数、性能指标参数、可靠性参数等状态影响因素对干式变压器进行整体运行状态评估，基于模糊层次分析法建立矿用干式变压器健康状态整体评估模型；将矿用干式变压器绝缘局部缺陷劣化程度诊断模型和绝缘健康状态整体评估模型相融合，基于健康指数实现对绝缘局部缺陷的风险性的诊断，得到矿用干式变压器整体健康状态和绝缘局部劣化程度兼顾的综合评估结果；（6）建立数据库，在地面服务器建立SOL server数据库，并建立数据表存储干式变压器状态参量与诊断结果、历史数据、变压器的出厂参数、预警信息；（7）状态预警，将采集的实时数据及诊断结果传输给地面服务器，实现数据的远程存储，并将采集到的监测数据和诊断结果在地面终端上进行显示，在地面人机界面对变压器的绝缘健康状态进行监视，当矿用干式变压器的运行状态出现异常时，人机界面指示灯闪烁并发出警报，及时发现变压器的异常运行情况，及时排除运行隐患。