[发明专利]一种基于多层复合规则的变压器状态评价方法

权利要求书

1.一种基于多层复合规则的变压器状态评价方法，其特征在于：包括以下步骤：

(1)计算变压器部件的主要状态评价参量矩阵

(1.1)采集变压器主要部件的各个参量，归一化后构成p×n阶数据矩阵X＝(X₁，X₂，…,X_p)，其中，p为参量的个数，n为样本个数；

(1.2)对步骤(1.1)构建的数据矩阵X进行标准化、正交化，得到相关系数矩阵R，求相关系数矩阵R的特征值μ₁,μ₂,…,μ_p和特征向量α₁,α₂,…,α_p；

(1.3)根据步骤(1.2)得到的相关系数矩阵的特征值确定主成分参数的个数m；

(1.4)根据步骤(1.3)的结果，对m个主成分加权，计算主成分分数，得到单个部件的p个参量的权重，根据该权重确定变压器单个部件的关键系数体系；

(1.5)重复以上步骤，得到变压器主要部件的关键系数体系，构成变压器主要状态评价参量矩阵；

(2)以步骤(1)计算的变压器部件的主要状态评价参量矩阵和变压器四个主要性能为输入，利用关联规则的方法，建立变压器性能评价参数体系，求解变压器评价性能关于部件的关系度矩阵；

(3)将以上所有数据汇总对变电站进行评价；

所述变压器主要部件包括本体、套管、分接开关、油箱和非电量保护系统，其中，本体的主要参数包括：H₂含量、C₂H₂含量、总烃含量、油微水、油击穿电压、油介损、绕线直流电阻、绕组介损、铁芯接地电流、吸收比、绕组泄漏电阻、运行电压、过负荷、油中糠醛含量、纸绝缘聚合度；套管主要参数包括：套管介损、套管电容量、套管末屏绝缘电阻、H₂含量、C₂H₂含量、总烃、套管外绝缘抗污水平；分接开关主要的参数包括：过度电阻、油微水、油击穿电压、分接开关操作数比、有载分接开关性能；油箱的主要参量是顶层油温；非电量保护的主要参考量包括：压力释放阀信号回路绝缘电阻、重瓦斯信号回路绝缘电阻、温度计信号回路绝缘电阻、轻瓦斯信号回路绝缘电阻；

变压器主要性能包括：绝缘性能、油性能、老化性能、运行工况；

步骤(1.1)中，对采集的变压器主要部件的各个参量按照以下公式进行归一化：

其中，x₀为状态量的实际值，x_max为状态量的最优值，x_min为状态量的警戒值，k为劣化程度，X为归一化后的状态量数据；

步骤(1.3)的具体方法为：

特征值μ_i的累积贡献率记为

若μ₁,μ₂,…,μ_m的累积贡献率属于85％-95％置信区间，则确定有m个主成分表示原始的p个参量，记为F＝(F₁,F₂,…,F_m)^T，

式中，表示因子载荷矩阵；

步骤(1.4)的具体方法为：

对m个主成分加权，计算主成分分数并得到单状态量的权重H，将权重作为单状态量的排序依据，计算如下：

式中，ω＝(ω₁,ω₂,…ω_m)为主成分对分数的权重；

H＝(h₁,h₂,…,h_p)＝(μ₁α₁,μ₂α₂,…,μ_mα_m)^T

式中，H＝(h₁,h₂,…,h_p)表示单状态量对分数的权重；H越大，相关性越强，参量越是关键；

根据权重排序，获得q个变压器数据层面评价的关键系数体系y＝(y₁,y₂,…y_p)(qm)，从而获得部件评价系数矩阵Y＝(Y₁,Y₂,Y₃,Y₄,Y₅)^T，其中表示第一个部件有q₁个关键评价系数；

步骤(2)的具体方法为：

(2.1)建立事务数据库I＝{变压器故障及缺陷}，包括：部件评价系数矩阵Y＝(Y₁,Y₂,Y₃,Y₄,Y₅)^T、故障统计数据、紧急重大缺陷统计数据、一般缺陷统计数据、网公司缺陷库数据；

(2.2)建立项集G_ij＝{第i种性能u_i发生故障时第j个部件出现劣化}和项集Z_i＝{第i种性能u_i发生故障}，其中，G_ij和Z_i集G和Z中的元素；S(G_ij→Z_i)表示G_ij和Z_i同时发生的支持度；P(G_ij∪Z_i)表示I中包含G_ij和Z_i的条件概率；σ(G_ij∪Z_i)表示G_ij和Z_i的支持度计数；

(2.4)计算评价性能的关联度矩阵R：

式中，R(G_ij→Z_i)表示G_ij和Z_i同时发生的置信度，为矩阵R中的一个元素，P(G_ij)表示I中包含G_ij的概率，σ(G_ij)表示G_ij的支持度计数；

(2.5)计算性能评价和部件优劣之间的关联度矩阵R＝[R_ij]，(i＝1,2,3,4；j＝1,2,3,4,5)，R_ij表示第j个部件与第i个性能之间的关系度系数。