一種基于模糊綜合評判的配電變壓器狀態評估方法

孫欣楠

摘要：本文在分析影響其運行狀態的各個狀態量以及其獲取方式的基礎上，將配電變壓器劃分為各個部件單元，并將模糊數學相關理論引入其狀態評估中。綜合考慮各個狀態量，建立一個適用于配電變壓器三層模糊綜合評估模型。引入三角模糊數來確定各個狀態因素在評估模型中的權重，以求進一步減少人為主觀因素的影響，并用灰色關聯度理論進行處理與修正，以提高評估的準確性。

關鍵詞：配網設備 狀態評估 模糊綜合評判

0 引言

配電系統直接與用戶相連接，與人們的生產生活息息相關，位于電力系統的最末端，同時也是電力系統中的最薄弱環節。因此配電網設備能否安全穩定地運行直接關系到用戶供電的可靠性[1]。與輸電網相比，配電網在結構設計上和運行上有著其自身的特點。配電網雖然電壓等級較低，但待評估設備數量、種類極為龐大，給維修帶來了巨大壓力。狀態檢修技術已經在輸電網中廣泛推廣，但在配電網中才剛剛起步，傳統的檢修方式已經無法滿足現代化配電網的要求。為了進一步提高配網運行的可靠性，可靠地對配網設備實施狀態評估具有重要的研究意義[2-3]。

1 綜合評估模型的建立

在電力設備的實際評估中，由于本身結構復雜、監測方式繁多，獲取的狀態量具有不確定性，存在著“亦此亦彼”的現象。而傳統的評估方法，只是認識到了其“非此即彼”的狀態，這與其實際情況不相符，影響了評估的準確性。本文將模糊理論中模糊綜合評判的思想引入到配網設備的狀態評估中，并以配電變壓器為例，綜合各個狀態量，建立一個適用于配電變壓器的狀態評估模型。

2 模糊綜合評判的步驟

基于模糊理論的配網變壓器狀態評估方法，其方法步驟如下：①根據配網變壓器的日常巡檢、例行試驗和診斷性試驗數據，建立配電變壓器狀態評估三級指標體系，確定評判指標集和評語集，其中評判指標集包含所述三級指標體系里的所有指標，評判集為正常、注意、異常、嚴重四種狀態。②采用改進的層次分析法確定所述評判指標集里各個指標的權重。③采用相對劣化度的概念來確定配網變壓器的評判矩陣，具體實現方法如下：a對定性狀態量進行狀態等級劃分，確定隸屬度。以問卷調查的方式邀請若干位專家對定性狀態量進行狀態等級劃分，經過歸一化處理，則可以得到單指標的隸屬度。b對定量狀態量，采用三角形與梯形相組合的隸屬函數確定隸屬度。

3 算例

以某市某10kV配電變壓器為例，將收集到的巡檢資料、運行試驗信息進行處理并對其運行狀態進行評估。部分處理后的數據資料如下所示：1.6MVA以上的配電變壓器經過繞組直流電阻測試，相間直流電阻最大值為三相平均值的0.64%，絕緣電阻與初值相比下降約8%，接頭相間溫度差小于9K，接頭溫度為78℃。最大運行負載率長期達到80%以上，變壓器器身溫度約超過廠家允許值的5%，Yyn0接線方式下三相不平衡率為13%，零線電流在額定值的120%，絕緣油耐壓試驗為31.2kV。巡檢數據為：戶外變壓器繞組及套管污穢不明顯，略有破損、缺失。分接開關、溫控、風機裝置運行正常，油箱輕微滲油，輕微銹蝕。油位無異常顯示，接地引下線無明顯接地，或者連接松動、接地不良等問題。對于其中的定性指標，可以按照上節所述的模糊統計實驗法來確定其隸屬度。根據表格中的各個狀態指標的技術標準與評語集，在表格中相應的位置打“√”。

結合上節求得權重分配，可以得到Bp1=Ap1·Rp1。

則繞組及套管的隸屬度：

Bp1=0.1920.1680.1090.0880.0730.1060.1050.159T×0.768 0.232 0 00.668 0.212 0.120 00.871 0.129 0 0 1 0 0 0 0.2 0.6 0.2 0 0.1 0.7 0.2 00.137 0.621 0.242 00.202 0.449 0.349 0

=[0.5143 0.3488 0.1369 0]

分接開關的隸屬度：Bp2=Rp2=[0.9 0.1 0 0]

冷卻系統的隸屬度：

Bp3=Ap3·Rp3=0.6450.355T×0.8 0.2 0 00.9 0.1 0 0

=0.835 0.164 0 0

油箱的隸屬度：

Bp4=Ap4·Rp4=0.1520.2110.2370.0650.2110.124T×0.874 0.126 0 0 0.3 0.7 0 0 0.6 0.4 0 0 0.8 0.2 0 00.372 0.356 0.272 0 0.2 0.6 0.2 0

=0.4936 0.4242 0.0822 0

非電量保護裝置的隸屬度：

Bp5=0.563 0.211 0.226 0

接地裝置的隸屬度：

Bp6=Ap6·Rp6=0.3670.633T×0.723 0.277 0 0 1 0 0 0

=0.898 0.101 0 0

絕緣油的隸屬度：Bp7=Ap7·Rp7=0.2540.746T×0.3 0.6 0.1 0 1 0 0 0

=0.822 0.152 0.025 0

標識的隸屬度：Bp8=0 0.7 0.3 0

則整個配電變壓器的綜合評判結果為：

Bp=Ap·Rp=0.2730.0880.1430.0820.0910.0750.1830.065T×0.5143 0.3488 0.1369 0 0.9 0.1 0 00.8355 0.1645 0 00.4936 0.4242 0.0822 0 0.563 0.211 0.226 00.8983 0.1017 0 00.8222 0.1524 0.0254 0 0 0.7 0.3 0

=[0.6486 0.2625 0.0888 0]

4 結果分析

從上述評價結果可以看到，此配電變壓器的綜合評價結果對于正常狀態的隸屬度為0.6486，對于注意狀態的隸屬度為0.2625。由此判斷，配電變壓器整體處于正常狀態與注意狀態之間，但兩者數據差別較大，則說明其整體處于正常狀態。從實際結果中可以看到：部分試驗數據已經偏離出廠值，有一定的劣化趨勢，但尚未達到注意值。絕緣電阻明顯下降，已接近注意值，應予以注意，需加強跟蹤分析，這與當前此配電變壓器的實際結果相吻合。

5 結論

本文在分析傳統模糊綜合評判法的基礎上，提出了一種采用改進模糊綜合評判法建立配電變壓器狀態評估模型的手段。首先，在綜合考慮預防性試驗、運行資料、檢修狀況的基礎上確立了3層評估指標體系；在確定權重的過程中將三角模糊數引入到層次分析法的模型中，以進一步消除主觀因素的影響；通過實例分析并且與傳統的模糊綜合評判法比較表明：該方法具有很強的適用性，可以為配網設備狀態檢修提供參考依據。

參考文獻：

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[4]趙明欣，魯宗相，吳林林等.基于風險評估的輸變電設備維修技術[J].電力系統自動化，2009，33（19）：30-35.

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