[发明专利]一种GIS固体绝缘寿命预测方法及装置

说明书

本发明公开了一种GIS固体绝缘寿命预测方法及装置，通过获取现场GIS历史运行数据和局放数据，实现对现场GIS固体绝缘的老化状态关键参量的提取，进而通过预置GIS固体绝缘电场强度仿真计算模型、预置GIS固体绝缘温度场仿真计算模型和预置GIS固体机械应力仿真计算模型，结合根据局放数据得到现场GIS固体绝缘的缺陷损伤值，实现现场GIS在服役期间的累计老化损失值的计算，最终根据预置GIS固体绝缘老化程度与设备寿命概率密度的关系式计算得到现场GIS固体绝缘的寿命，实现了对现场GIS固体绝缘的剩余寿命进行预测，保证了电力系统运行的可靠性以及避免了资源的不必要浪费。

技术领域

本发明涉及材料性能评估技术领域，尤其涉及一种GIS固体绝缘寿命预测方法及装置。

背景技术

气体绝缘组合式开关设备(Gas Insulated Switchgear，GIS)具有占地面积小、安装方便、运行可靠、绝缘性能稳定、维护工作量小等特点，在各个电压等级的变电站中得到广泛应用，在运设备数量众多。我国从上世纪80年代开始逐渐采用GIS设备，且应用规模越来越大。目前大量在运GIS设备运行年限已接近或即将接近其30年标称寿命，这些设备绝缘状态是否理想，是否仍能安全运行，是否需要提前退运或延长使用寿命，这些问题是电网运维人员最为关心的问题。因此，准确评估现场GIS设备的老化程度，预测设备剩余寿命意义重大。

GIS设备绝缘由气体绝缘(SF6)和固体绝缘(盆式绝缘子)组成，由于 GIS绝缘气体具有自恢复性，同时易于更换，因此气体绝缘的长期使用对GIS 的老化状态没有决定性影响。但是，固体绝缘不可恢复。GIS固体绝缘在长期的电应力、热应力以及机械应力作用下，GIS固体绝缘将不断发生老化损失，绝缘健康状况劣化。因此，需要对GIS固体绝缘的剩余寿命进行预测，以保证电力系统运行的可靠性以及避免资源的不必要浪费。

发明内容

本发明提供了一种GIS固体绝缘寿命预测方法及装置，实现了对现场GIS 固体绝缘的剩余寿命进行预测，保证了电力系统运行的可靠性以及避免了资源的不必要浪费。

本发明提供了一种GIS固体绝缘寿命预测方法，包括：

S1、获取现场GIS历史运行数据和局放数据，其中，历史运行数据包括历史电压数据和历史电流数据；

S2、将历史电压数据作为预置GIS固体绝缘电场强度仿真计算模型的输入量，历史电流数据分别作为预置GIS固体绝缘温度场仿真计算模型和预置 GIS固体机械应力仿真计算模型的输入量，分别得到现场GIS固体绝缘在服役期间电应力、热应力和机械应力的变化曲线；

S3、根据局放数据，计算得到现场GIS固体绝缘的缺陷损伤值；

S4、根据现场GIS固体绝缘在服役期间电应力、热应力和机械应力的变化曲线以及缺陷损伤值，建立基于幂倒数形式的GIS固体绝缘多因子老化模型；

S5、根据现场GIS的服役时间对GIS固体绝缘多因子老化模型按时间积分，计算得到现场GIS在服役期间的累计老化损失值；

S6、根据预置GIS固体绝缘老化程度与设备寿命概率密度的关系式，以及得到的现场GIS在服役期间的累计老化损失值，计算得到现场GIS固体绝缘的寿命。

可选地，步骤S2包括：

将历史电压数据作为预置GIS固体绝缘电场强度仿真计算模型的输入量，得到现场GIS固体绝缘在服役期间电应力的变化曲线；

将历史电流数据和温度作为预置GIS固体绝缘温度场仿真计算模型的输入量，得到现场GIS固体绝缘在服役期间热应力的变化曲线；

将历史电流数据作为预置GIS固体机械应力仿真计算模型的输入量，得到现场GIS固体绝缘在服役期间机械应力的变化曲线。

可选地，局放数据包括局放量和局放持续时间。