变压器内部潜伏性故障的故障率确定方法

摘要

本发明涉及一种变压器内部潜伏性故障的故障率确定方法。它针对以往马尔可夫过程模型状态转移速率数值不变的缺陷，引入基于能量权重的产气率数据（EWDGA）对状态转移速率因子实时更新，更好地考虑故障的动态发展，对变压器内部潜伏性故障的故障率做出更准确的估计。从热动力学的角度，分析变压器因故障产生不同气体所需能量的差异，引入基于能量权重的变压器产气率数据，并验证EWDGA与故障发展程度的高关联度；建立基于EWDGA的变压器内部潜伏性故障多状态马尔可夫过程故障率估计模型，它结合变压器的历史数据和实时数据从而得到更准确的潜伏性故障率结果。通过算例计算证明该模型能够很好地区分相同状态不同故障发展程度下变压器内部潜伏性故障的故障率。

主权项

1.一种变压器内部潜伏性故障的故障率确定方法，它采用马尔可夫过程模型对变压器内部潜伏性故障故障率进行估计，其特征是，引入基于能量权重的产气率数据，对状态转移速率进行实时的更新，不仅考虑变压器所处的状态，而且考虑其故障的发展程度，进而可以求得更为准确的故障率数据；在同类型的m台变压器都安装在线监测装置，m_i表示处于状态i的变压器数量，同一时刻的每台变压器的C₈H₁₈烷烃产气率数据为r_ij，其中w_k表示第k种气体的能量权重，r_k表示第k种气体未经能量加权的产气率数据，N取正整数；经过基于能量权重的数据处理后，即得到该时刻的基于能量权重的产气率数据EWr_ij；对λ_i，i+1进行更新：记按照l的数值不同，对λ_i，i+1进行加权处理，a_w按如下方法取值，w=[1234]：若l∈(0,1)，取a₁；若l∈[1,k₁)，取a₂；若l∈[k₁,k₂)，取a₃；若l≥k₂，取a₄；需要指出的是，当变压器在状态i时的状态转移速率确定时，其后面的状态转移速率均按照同样的数值a_w进行加权；同时a_w和k₁、k₂的取值要按照历史长期的运行数据进行确定，不同类型变压器和不同地区均有所不同，其中k₁、k₂均为大于1的实数，并且k₂要大于k₁；按标准对状态进行划分，若处于状态1，则按照上述方式进行状态转移速率λ的计算；若处于状态2，则建立由状态2，状态3和状态4组成的马尔可夫过程模型，若处于状态3，则故障率直接取能量加权后的状态转移速率在对状态转移速率λ进行加权计算后，变压器内部潜伏性故障的故障率的计算按照以下公式8计算：p(0)＝[1,0,0,0]p(hT)＝[p₁(hT),p₂(hT),p₃(hT),p₄(hT)]p(hT)＝p(0)*P^h$P=\left[\begin{array}{cccc}1-{\lambda }_{\mathrm{1,2}}& {\lambda }_{\mathrm{1,2}}& 0& 0\\ 0& 1-{\lambda }_{\mathrm{2,3}}& {\lambda }_{\mathrm{2,3}}& 0\\ 0& 0& 1-{\lambda }_{\mathrm{3,4}}& 0\\ 0& 0& 0& 1\end{array}\right]---\left(8\right)$其中p(0)表示变压器在初始时刻处于健康状态，p(hT)的最后一个元素表示变压器在第h个计算周期处于故障状态的概率。