基于油色谱数据的变压器可靠度评估方法

第２９卷第７期２０１３年７月

电力科学与工程

ＥｌｅｃｔｒｉｃＰｏｗｅｒＳｃｉｅｎｃｅａｎｄＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ

Ｖ０１．２９．Ｎｏ．７

Ｊｕｌ．．２０１３

基于油色谱数据的变压器可靠度评估方法

张钰宁１，程养春１’２，田野１，陈凯１，宋安琪１，李成榕１’２，袁帅３，杨宁３（１．华北电力大学高电压与电磁兼容北京市重点实验室，北京１０２２０６；

２．华北电力大学新能源电力系统国家重点实验室，北京１０２２０６；

３．中国电力科学研究所，北京１００１９２）

摘要：变压器是电力系统的枢纽设备，其运行的可靠性直接关系着电力系统的安全运行。为此，提出了一种基于色谱数据统计规律的变压器可靠度评估方法。首先对正常状态以及过热和放电异常状态时变压器的油色谱数据进行分布规律分析，采取曲线拟合的方式求取各状态下气体含量的概率密度函数以及累积分布函数。根据异常状态时数据的分布规律，利用变压器的可靠性与故障的累计概率之间的关系，得出各气体含量达到国标注意值时变压器的可靠度。最后按照国家安全预警体系将变压器异常状态划分为５个严重等级。

关键词：变压器；气相色谱分析；正常状态；故障；可靠度

中图分类号：ＴＭ８５５文献标识码：ＡＤＯＩ：１０．３９６９／ｊ．ｉｓｓｎ．１６７２—０７９２．２０１３．０７．００１

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收稿日期：２０１３—０５—０６。

基金项目：国家重点基础研究发展计划项目（９７３计划）（２００９ＣＢ７２４５０８）。

作者简介：张钰宁（１９８８一），女，硕士研究生，从事高电压与绝缘技术等方面的研究，Ｅ—ｍａｉｌ：ｚｙｎｌｓｃ＠１６３．ｃｏｎ。

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２电力科学与工程２０１３焦

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第７期

ＥＬＥＣＴＲＩＣＰＯＷＥＲＥＮＧｔＮＥＥＲＩＮＧ张钰宁，等基于油色谱数据的变压器可靠度评估方法３

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电力科学与工程

２０１３焦

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第７期

张钰宁，等基于油色谱数据的变压器可靠度评估方法

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（１）Ｔｈｅｄａｔａｏｆ

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（２）Ａｃｃｏｒｄｉｎｇ

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ｓｅｃｕｒｉｔｙ，ｔｒａｎｓｆｏｒｍｅｒａｂｎｏｒｍａｌ

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［１］徐志钮，律方成，赵丽娟．基于ＲＰＲＯＰ算法的变压器

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６电力科学与工程２０１３年

油中溶解气体分析故障诊断［Ｊ］．电力科学与工程，２００５，（２）：７０—７２．ＸｕＺｈｉｎｉｕ，ＬｕＦａｎｇｃｈｅｎｇ，ＺｈａｏＬｉｊｕａｎ．ＴｒａｎｓｆｏｒｍｅｒＤＧＡｆａｕｌｔｄｉａｇｎｏｓｉｓｂａｓｅｄｏｎｒｐｒｏｐａｌｇｏｒｉｔｈｍ［Ｊ］．ＥｌｅｃｔｒｉｃＰｏｗｅｒＳｃｉｅｎｃｅａｎｄＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ，２００５，（２）：７０—７２．［２］胡资斌，朱永利，董卓．基于遗传程序设计的变压器油中溶解气体含量预测［Ｊ］．电力科学与工程，２０１１，２７（７）：７—１１．ＨｕＺｉｂｉｎ，ＺｈｕＹｏｎｇｌｉ，ＤｏｎｇＺｈｕｏ．Ｐｒｅｄｉｃｔｉｏｎｏｆｇａｓｅｓｃｏｎ—ｔｅｎｔｄｉｓｓｏｌｖｅｄｉｎｐｏｗｅｒｔｒａｎｓｆｏｒｍｅｒｏｉｌｂａｓｅｄｏｎｇｅｎｅｔｉｃｐｒｏ?ｇｒａｍｍｉｎｇ［Ｊ］．ＥｌｅｃｔｒｉｃＰｏｗｅｒＳｃｉｅｎｃｅａｎｄＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ，２０１１，２７（７）：７—１１．［３］ＧＢ／Ｔ７２５２－－２００１．变压器油中溶解气体分析和判断导则［ｓ］．［４］ＩＥＣ６０５９９－－２００７．Ｍｉｎｅｒａｌｏｉｌ—ｉｍｐｒｅｇｎａｔｅｄｅｌｅｃｔｒｉｃａｌｅ－ｑｕｉｐｍｅｎｔｉｎｓｅｒｖｉｃｅ—ｇｕｉｄｅｔｏｔｈｅｉｎｔｅｒｐｒｅｔａｔｉｏｎｏｆｄｉｓｓｏｌｖｅｄａｎｄｆｒｅｅｇａｓｅｓａｎａｌｙｓｉｓ［Ｓ］．［５］王有元．基于可靠性和风险评估的电力变压器状态维修决策方法研究［Ｄ］．重庆：重庆大学，２００８．［６］陈光，任志良，孙海柱．最小二乘曲线拟合及Ｍａｔｌａｂ实现［Ｊ］．兵工自动化，２００５，２４（３）：１０７—１０８．ＣｈｅｎＧｕａｎｇ，ＲｅｎＺｈｉｌｉａｎｇ，ＳｕｎＨａｉｚｈｕ．ＣｕｒｖｅｆｉｔｔｉｎｇｉｎＬｅａｓｔ－ＳｑｕａｒｅｍｅｔｈｏｄａｎｄｉｔｓｒｅａｌｉｚａｔｉｏｎｗｉｔｈＭａｔｌａｂ［Ｊ］．ＯｒｄｎａｎｃｅＩｎｄｕｓｔｒｙＡｕｔｏｍａｔｉｏｎ，２００５，２４（３）：１０７—１０８．［７］包红，徐娜，李新，等．利用ＳＰＳＳ统计软件分别绘制以频数和频率为纵坐标的直方图［Ｊ］．数理医药学杂志，２０１０，２３（６）：７１７—７１９．

ＢａｏＨｏｎｇ，ＸｕＮａ，ＬｉＸｉｎ，ｅｔａ１．ＭａｋｉｎｇｕｇｅｏｆＳＰＳＳｔｏｄｒａｗｈｉｓｔｏｇｒａｍｗｉｔｈｆｅｑｕｅｎｃｅａｎｄｆｒｅｑｕｅｎｃｙｒｅｓｐｅｃｔｉｖｅｌｙａｓｏｒｄｉｎａｔｅｓ［Ｊ］．ＪｏｕｒｎａｌｏｆＭａｔｈｅｍａｔｉｃａｌＭｅｄｉｃｉｎｅ，２０１０，２３（６）：７１７—７１９．

［８］武东，费鹤良，汤银才．ＰＰ图及其在可靠性中的应用［Ｊ］．上海师范大学学报（自然科学版），２００４，３３（２）：１３—１７．

ＷｕＤｏｎｇ．ＦｅｉＨｅｌｉａｎｇ．ＴａｎｇＹｉｎｃａｉ．ＰＰｐｌｏｔａｎｄｉｔｓａｐｐｌｉ—ｃａｔｉｏｎｓｔｏｔｈｅｒｅｌｉａｂｉｌｉｔｙ［Ｊ］．ＪｏｕｒｎａｌｏｆＳｈａｎｇｈａｉＴｅａｃｈｅｒｓ

Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ，２００４，３３（２）：１３—１７．

［９］凌丹．威布尔分布模型及其在机械可靠性中的应用研究［Ｄ］．成都：电子科技大学，２０１１．

［１０］ＩＥＥＥＳｔｄＣ５７１０４—２００８．ＩＥＥＥＧｕｉｄｅｆｏｒｔｈｅｉｎｔｅｒｐｒｅｔａ—ｔｉｏｎｏｆｇａｓｅｓｇｅｎｅｒａｔｅｄｉｎｏｉｌ??ｉｍｍｅｒｓｅｄｔｒａｎｓｆｏｒｍｅｒｓ?－ｒｅｄｌｉｎｅ

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ＡＲｅｌｉａｂｉｌｉｔｙＥｖａｌｕａｔｉｏｎＭｅｔｈｏｄｆｏｒＴｒａｎｓｆｏｒｍｅｒ

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ＺｈａｎｇＹｕｎｉｎ９１，ＣｈｅｎｇＹａｎｇｃｈｕｎｌ一，ＴｉａｎＹｅｌ，ＣｈｅｎＫａｉｌ，ＳｏｎｇＡｎｑｉｌ，

ＬｉＣｈｅｎｇｒｏｎ９１”，ＹｕａｎＳｈｕａｉ３，ＹａｎｇＮｉｎ９３

（１．ＢｅｉｊｉｎｇＫｅｙＬａｂｏｒａｔｏｒｙｏｆＨｉｇｈＶｏｌｔａｇｅａｎｄＥＭＣ；

２．ＳｔａｔｅＫｅｙＬａｂｏｒａｔｏｒｙｏｆＡｌｔｅｒｎａｔｅＥｌｅｃｔｒｉｃａｌＰｏｗｅｒＳｙｓｔｅｍｗｉｔｈＲｅｎｅｗａｂｌｅＥｎｅｒｇｙ，

ＮｏｒｔｈＣｈｉｎａＥｌｅｃｔｒｉｃＰｏｗｅｒＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙ，Ｂｅｉｊｉｎｇ１０２２０６，Ｃｈｉｎａ；

３．ＣｈｉｎａＥｌｅｃｔｒｉｃＰｏｗｅｒＲｅｓｅａｒｃｈＩｎｓｔｉｔｕｔｅ，Ｂｅｉｊｉｎｇ１００１９２，Ｃｈｉｎａ）

Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｔｈｅｔｒａｎｓｆｏｒｍｅｒｉｓｔｈｅｋｅｙａｐｐａｒａｔｕｓｉｎｅｌｅｃｔｒｉｃｐｏｗｅｒｓｙｓｔｅｍ．Ｉｔｓｒｅｌｉａｂｉｌｉｔｙｄｉｒｅｃｔｌｙａｆｆｅｃｔｓｔｈｅｓａｆｅｏｐ－ｅｒａｔｉｏｎｏｆｐｏｗｅｒｓｙｓｔｅｍ．Ｔｈｅｒｅｆｏｒｅ，ａｒｅｌｉａｂｉｌｉｔｙｅｖａｌｕａｔｉｏｎｍｅｔｈｏｄｆｏｒｔｒａｎｓｆｏｒｍｅｒｂａｓｅｄｏｎｔｈｅｓｔａｔｉｓｔｉｃａｌｒｅｇｕｌａｒｉ．ｔｉｅｓｏｆｔｈｅｇａｓｃｈｒｏｍａｔｏｇｒａｐｈｙｄａｔａｏｆｔｒａｎｓｆｏｒｍｅｒｓｉｓｐｒｏｐｏｓｅｄ．Ｆｉｒｓｔｌｙ，ｂｙａｎａｌｙｚｉｎｇｔｈｅｄｉｓｔｒｉｂｕｔｉｏｎｒｕｌｅｏｆｔｈｅｇａｓｃｈｒｏｍａｔｏｇｒａｐｈｙｄａｔａｏｆｔｒａｎｓｆｏｒｍｅｒｓｕｎｄｅｒｎｏｒｍａｌｃｏｎｄｉｔｉｏｎａｎｄｔｈｅｇａｓｃｈｒｏｍａｔｏｇｒａｐｈｙｄａｔａｏｆｄｉｓｃｈａｒｇｅａｎｄｏｖｅｒ—ｈｅａｔｆａｕｌｔｓ．ｔｈｅｐｒｏｂａｂｉｌｉｔｙｄｅｎｓｉｔｙｆｕｎｃｔｉｏｎａｎｄｔｈｅｃｕｍｕｌａｔｉｖｅｄｉｓｔｒｉｂｕｔｉｏｎｆｕｎｃｔｉｏｎｏｆｔｈｅｇａｓｃｏｎｔｅｎｔｉｎｄｉｆｆｅｒｅｎｔｃｏｎｄｉｔｉｏｎｓｗｅｒｅｏｂｔａｉｎｅｄｂｙｃｕｒｖｅ－ｆｉｔｔｉｎｇｍｅｔｈｏｄ．Ｓｅｃｏｎｄｌｙ，ａｃｃｏｒｄｉｎｇｔｏｔｈｅｄｉｓｔｒｉｂｕｔｉｏｎｒｕｌｅｏｆｔｈｅｇａｓｃｈｒｏｍａｔｏｇ－ｒａｐｈｙｄａｔａｏｆｄｉｓｃｈａｒｇｅａｎｄｏｖｅｒｈｅａｔｆａｕｌｔｓ，ｔｈｅｔｒａｎｓｆｏｒｍｅｒｒｅｌｉａｂｉｌｉｔｙｗｈｅｎｅａｃｈｇａｓｃｏｎｔｅｎｔｒｅａｃｈｅｄｔｈｅａｔｔｅｎｔｉｏｎｖａｌｕｅｏｆＧＢｗａｓｏｂｔａｉｎｅｄｕｓｉｎｇｔｈｅｒｅｌａｔｉｏｎｓｈｉｐｂｅｔｗｅｅｎｔｈｅｒｅｌｉａｂｉｌｉｔｙａｎｄｔｈｅｃｕｍｕｌａｔｉｖｅｐｒｏｂａｂｉｌｉｔｙｏｆｔｈｅｆａｉｌｕｒｅｏｆｔｈｅｔｒａｎｓｆｏｒｍｅｒ．Ｆｉｎａｌｌｙ，ａｃｃｏｒｄｉｎｇｔｏｔｈｅｎａｔｉｏｎａｌｓｅｃｕｒｉｔｙｗａｒｎｉｎｇｓｙｓｔｅｍ，ｆａｕｌｔｃｏｎｄｉｔｉｏｎｏｆｔｒａｎｓｆｏｒｍｅｒｓｃａｎｂｅｄｉｖｉｄｅｄｉｎｔｏｆｉｖｅｇｒａｄｅｓ．

Ｋｅｙｗｏｒｄｓ：ｔｒａｎｓｆｏｒｍｅｒ；ｄｉｓｓｏｌｖｅｄｇａｓａｎａｌｙｓｉｓ；ｎｏｒｍａｌｃｏｎｄｉｔｉｏｎ；ｆａｕｌｔ

ｃｏｎｄｉｔｉｏｎ；ｒｅｌｉａｂｉｌｉｔｙ

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