[发明专利]一种基于多状态量模型评估配电变压器健康状态的方法

权利要求书

1.一种基于多状态量模型评估配电变压器健康状态的方法，其特征在于,具体包括以下步骤：

步骤S1：建立配电变压器状态量层次模型；配电变压器状态量层次模型分为三层，分别为设备层、设备部件层和状态量指标层，各层分别对应的是配电变压器及配电变压器的部件、配电变压器的状态量，部件包括设备运行状态、设备供电可靠性、绕组及套管、油箱、接地、绝缘油六个部件对配电变压器进行健康状态的评估；

步骤S2：根据配电变压器运行过程中各状态量对其健康状态的影响进行分析，将所有状态量按6个部件进行划分；设备运行状态的状态量为三相电流不平衡、三相电压不平衡、负载率和零序电流，设备供电可靠性的状态量为家族性缺陷、常规缺陷、投运年限和过电压告警次数，绕组及套管的状态量为污秽等级、完整程度，油箱的状态量为油温度、渗油程度、油位、硅胶变色程度，接地的状态量为引下线接地状态、引下线锈蚀程度、引下线掩埋深度和接地电阻，绝缘油的状态量为绝缘油颜色和试验耐压；

步骤S3：根据设备部件及各个状态量进行状态量参数判断及阈值设置，结合各状态量的特点配置评估规则；

步骤S4：根据不同的状态量指标的评估方法和参数性质，设置相对应的边界阈值参数，根据不同状态量在不同阈值范围内的影响，设置扣分规则；

步骤S5：对每个状态量进行评分计算，根据各个状态量的特点应用不同的计算方法进行计算，包括：不过零点半梯形、点分布、不过零点分段线性分布和非逻辑；

步骤S6：不过零点半梯形计算状态量指标三相电流不平衡、三相电压不平衡、零序电流、过电压告警次数、油温度、投运年限的评分结果；

不过零点半梯形的计算公式为：

其中，HI为状态量的计算得分，x为获取的状态量实时值，x₁为状态量指标第一限值，x₂为状态量指标第二限值，m为此状态量最大扣分值，n为此状态量满分值；

步骤S7：不过零点线性分布计算状态量指标负载率的评分结果；

不过零点分段线性分布的计算公式为：

其中，HI为状态量的计算得分，x为获取的状态量实时值，k₁为状态量指标第一限值，k₂为状态量指标第二限值，k₃为状态量指标第三限值，k₄为状态量指标第四限值，m₁为此第二限值内的最大扣分值，m₂为此第三限值内的最大扣分值，m₃为此第三限值内的最大扣分值，m₄为超出第四限值的最大扣分值，n为此状态量满分值；

步骤S8：点分布计算方法计算状态量家族性缺陷、常规缺陷、污秽等级、完整程度、渗油程度、油位、硅胶变色程度、引下线接地状态、引下线锈蚀程度、引下线掩埋程度、绝缘油颜色的评分结果；

点分布的计算公式为：

其中，x为各个状态量当前的状态类型，k₁、k₂、k₃为状态量的各个不同的状态，m₁、m₂、m₃为状态量为不同的状态时的扣分值，n为此状态量满分值；

步骤S9：非逻辑计算状态量接地电阻、试验耐压的评分结果；

非逻辑的计算公式为：

其中，x为各个状态量实时采集值，a、b为状态量采集值不同阶段的阈值，m₁、m₂为状态量在不同阶段时的扣分值，n为此状态量满分值；

步骤S10：对配电变压器的部件权重进行配置，设备运行状态、设备供电可靠性、绕组及套管、油箱、接地、绝缘油六个部件的权重代号KP分别为K1、K2、K3、K4、K5、K6，权重分别为0.25、0.25、0.15、0.15、0.1、0.1；

步骤S11：根据状态量的评分结果计算各个部件的最终得分；

步骤S12：配电变压器的寿命系数用K_T 表示，具体计算方法如下所示：

K_T=(100－运行年数×0.5)/100；

对存在家族缺陷配电变压器的部件，取家族缺陷系数K_F＝0.95，无家族缺陷的部件K_F＝1；

步骤S13：部件的基础得分按下列公式计算；

式中：m_P(P=1,n) 为某一部件的基础得分值，K_ni为某一部件的某一状态量的权重值；

步骤S14：部件的最后得分按下列公式计算；

M_P(P=1,n)＝m_P(P=1,n)×K_T×K_F

式中： M_P为某一部件的最后得分；m_P为某一部件的基础得分；K_T为寿命系数；K_F为家族缺陷系数；

步骤S15：部件权重的分配，根据部件在设备单元中的作用重要程度，给每个部件分配其权重，用K_P表示,其K₁、K₂、K₃……K_n权重之和为1；

步骤S16：所有部件的得分都在正常状态时，该设备单元的状态为正常状态，最后得分按下列公式计算；

M＝∑(K_P×M_P(P=1,n) )

式中： M为配电变压器得分值，K_P为某一部件的权重，M_P(P=1,n) 为某一部件的得分值；

有一个部件及以上得分值在正常状态以下时,配电变压器的状态为最差部件的状态，最后得分为最差部件的分值，最后得分按下列公式计算；

M＝min(M_P(P=1,n))

式中：M为单元得分值，min(M_P(P=1,n)) 为最差部件（类部件）的分值；

步骤S17：最后根据计算得到的配电变压器的得分和不同分值区间对应的设备状态得到当前配电变压器的状态结果，根据评估过程中各状态量的得分情况，给出针对部件的状态量的维护建议；

步骤S18：配电变压器健康状态按评分结果分为：严重状态、异常状态、注意状态、正常状态。