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一种计及多种故障模式间机会维修的 变压器状态检修方法

阅读：775发布：2020-06-14

专利汇可以提供一种计及多种故障模式间机会维修的变压器状态检修方法专利检索，专利查询，专利分析的服务。并且本发明公开了一种计及多种故障模式间机会维修的变压器状态检修方法，包括：构建计及机会维修的变压器设备多状态转移框图；根据同规格变压器运行的历史数据，统计变压器各个状态之间的平均转移时间；假设变压器各状态之间转移时间服从指数分布，根据变压器各个状态之间的平均转移时间求取变压器各个状态之间的转移率；根据变压器各个状态之间的转移率列写状态转移稳态平衡方程，求取变压器设备的平均可用度；优化离线监测频率和机会维修策略得到最高设备的平均可用度，作为最好的设备状态检修策略。本发明一次检修能同时处理多种故障模式带来的问题(故障、劣化)，则能更高效的利用人力资源，减少检修成本。，下面是一种计及多种故障模式间机会维修的变压器状态检修方法专利的具体信息内容。

权利要求

1.一种计及多种故障模式间机会维修的变压器状态检修方法，其特征是，包括：
构建计及机会维修的变压器设备多状态转移框图；
根据同规格变压器运行的历史数据，统计变压器各个状态之间的平均转移时间；
假设变压器各状态之间转移时间服从指数分布，根据变压器各个状态之间的平均转移时间求取变压器各个状态之间的转移率；
根据变压器各个状态之间的转移率列写状态转移稳态平衡方程，求取变压器设备的平均可用度；
优化离线监测频率和机会维修策略得到最高设备的平均可用度，作为最好的设备状态检修策略。
2.如权利要求1所述的一种计及多种故障模式间机会维修的变压器状态检修方法，其特征是，所述构建计及机会维修的变压器设备多状态转移框图时，根据变压器设备的性能变化将变压器划分为多个离散状态，以此为基础构建计及检修策略的多状态转移框图。
3.如权利要求2所述的一种计及多种故障模式间机会维修的变压器状态检修方法，其特征是，所述离散状态包括变压器内部运行状态、变压器处于离线检测状态及变压器外部附件的随机故障。
4.如权利要求3所述的一种计及多种故障模式间机会维修的变压器状态检修方法，其特征是，所述离散状态具体为：状态0、1、2、3分别表示变压器内部绝缘劣化的良好、注意、严重、故障四种状态；状态4、5、6、7、8、12、13、14表示变压器处于离线检测状态；状态9、10、11表示变压器外部附件的随机故障；方框图表示在检测之后选择的机会维修策略。
5.如权利要求1所述的一种计及多种故障模式间机会维修的变压器状态检修方法，其特征是，所述统计变压器各个状态之间的平均转移时间时，需要调取变压器设备的监测历史数据，统计得到状态i到状态j的平均转移时间Tij。
6.如权利要求5所述的一种计及多种故障模式间机会维修的变压器状态检修方法，其特征是，假设各状态之间转移时间服从指数分布，根据各个状态之间的平均转移时间求取状态i到状态j的转移率λij：
7.如权利要求1所述的一种计及多种故障模式间机会维修的变压器状态检修方法，其特征是，通过列写状态转移稳态平衡方程，求取设备平均可用度，具体如下：
设P＝[p0,p1,p2,p3,p4,p5,p6,p7,p8,p9,p10,p11,p12,p13,p14]T，其中pi表示状态i的稳态概率；由求得的状态转移率λij构建矩阵A，矩阵中元素aij＝λij，列写代数方程求取稳态状态概率如下：
变压器状态0,1,2表示变压器处于运行状态，对应的概率之和为设备稳态可用度A：
A＝p0+p1+p2。
8.如权利要求7所述的一种计及多种故障模式间机会维修的变压器状态检修方法，其特征是，用穷举法优化变压器设备多状态转移框图中的检测频率和方框中的机会维修策略来得到最优的变压器稳态可用度A。
9.如权利要求8所述的一种计及多种故障模式间机会维修的变压器状态检修方法，其特征是，设定一个检测频率和机会维修策略得到一个稳态可用度，得到计及机会维修的变压器最优状态检修策略，机会维修策略包括大修、小修及不修。

说明书全文

一种计及多种故障模式间机会维修的变压器状态检修方法

技术领域

[0001] 本发明涉及电力自动化技术领域，特别是涉及一种计及多种故障模式间机会维修的变压器状态检修方法。

背景技术

[0002] 电力变压器由多个部件构成，如内部的本体绝缘材料(绝缘纸，绝缘油等)，外部的附件等。不同部件均可能发生故障导致变压器退出运行，如内部绝缘材料的逐渐劣化故障和外部附件因为环境天气原因的随机故障。将不同种能使变压器退出运行的故障过程称为变压器的不同故障模式，则变压器有多种故障模式。

[0003] 状态检修背景下，通过离线监测可以得知设备的具体状态，对于变压器来说，内部绝缘材料的老化程度可由油中气体体积分数反映，具体可分为良好、注意、严重、故障四种状态，任何一种状态都可以通过检修恢复到良好状态。变压器的外部附件故障由于和外部环境有关，所以可以看成是随机性故障，故障发生后需要维修使设备重新投入运行。对于变压器这样的存在多故障模式的复杂设备，如果每次检修或故障后修复都只针对其中一种故障模式，难免缺乏效率，具体体现在以下两点：

[0004] 1、从变压器个体角度看，不论进行针对哪种故障模式的检修，都需要出动一定人力，如果一次检修能同时处理多种故障模式带来的问题(故障、劣化)，则能更高效的利用人力资源，减少检修成本。

[0005] 2、从系统运行角度看，不论哪种故障模式都会使变压器退出运行一段时间，如果能在一次停运里解决多种故障模式带来的问题(故障、劣化)，则能减少总的系统停运时间，减少检修给系统运行带来的负面影响。

发明内容

[0006] 为了解决现有技术的不足，本发明提供了一种计及多种故障模式间机会维修的变压器状态检修方法，本发明利用外部附件故障场景，适时对内部绝缘劣化进行机会维修的变压器状态检修策略。

[0007] 一种计及多种故障模式间机会维修的变压器状态检修方法，包括：

[0008] 构建计及机会维修的变压器设备多状态转移框图；

[0009] 根据同规格变压器运行的历史数据，统计变压器各个状态之间的平均转移时间；

[0010] 假设变压器各状态之间转移时间服从指数分布，根据变压器各个状态之间的平均转移时间求取变压器各个状态之间的转移率；

[0011] 根据变压器各个状态之间的转移率列写状态转移稳态平衡方程，求取变压器设备的平均可用度；

[0012] 优化离线监测频率和机会维修策略得到最高设备的平均可用度，作为最好的设备状态检修策略。

[0013] 进一步优选的技术方案，所述构建计及机会维修的变压器设备多状态转移框图时，根据变压器设备的性能变化将变压器划分为多个离散状态，以此为基础构建计及检修策略的多状态转移框图。

[0014] 进一步优选的技术方案，所述离散状态包括变压器内部运行状态、变压器处于离线检测状态及变压器外部附件的随机故障。

[0015] 进一步优选的技术方案，所述离散状态具体为：状态0、1、2、3分别表示变压器内部绝缘劣化的良好、注意、严重、故障四种状态；状态4、5、6、7、8、12、13、14表示变压器处于离线检测状态；状态9、10、11表示变压器外部附件的随机故障；方框图表示在检测之后选择的机会维修策略。

[0016] 进一步优选的技术方案，所述统计变压器各个状态之间的平均转移时间时，需要调取变压器设备的监测历史数据，统计得到状态i到状态j的平均转移时间Tij。

[0017] 进一步优选的技术方案，假设各状态之间转移时间服从指数分布，根据各个状态之间的平均转移时间求取状态i到状态j的转移率λij：

[0018]

[0019] 进一步优选的技术方案，通过列写状态转移稳态平衡方程，求取设备平均可用度，具体如下：

[0020] 设P＝[p0,p1,p2,p3,p4,p5,p6,p7,p8,p9,p10,p11,p12,p13,p14]T，其中pi表示状态i的稳态概率；由求得的状态转移率λij构建矩阵A，矩阵中元素aij＝λij，列写代数方程求取稳态状态概率如下：

[0021]

[0022] 变压器状态0,1,2表示变压器处于运行状态，对应的概率之和为设备稳态可用度A：

[0023] A＝p0+p1+p2。

[0024] 进一步优选的技术方案，用穷举法优化变压器设备多状态转移框图中的检测频率和方框中的机会维修策略来得到最优的变压器稳态可用度A。

[0025] 进一步优选的技术方案，设定一个检测频率和机会维修策略得到一个稳态可用度，得到计及机会维修的变压器最优状态检修策略，机会维修策略包括大修、小修及不修。

[0026] 与现有技术相比，本发明的有益效果是：

[0027] 本发明一次检修能同时处理多种故障模式带来的问题(故障、劣化)，则能更高效的利用人力资源，减少检修成本。本发明涉及两种故障模式：外部附件的随机故障和内部劣化故障。

[0028] 本发明在一次停运里解决多种故障模式带来的问题(故障、劣化)，则能减少总的系统停运时间，减少检修给系统运行带来的负面影响。

[0029] 本发明利用外部附件故障导致变压器停运的机会，对内部劣化故障进行预防性检修。附图说明

[0030] 构成本申请的一部分的说明书附图用来提供对本申请的进一步理解，本申请的示意性实施例及其说明用于解释本申请，并不构成对本申请的不当限定。

[0031] 图1是本发明的流程图；

[0032] 图2是本发明的计及机会维修的设备状态转移框图。

具体实施方式

[0033] 应该指出，以下详细说明都是例示性的，旨在对本申请提供进一步的说明。除非另有指明，本文使用的所有技术和科学术语具有与本申请所属技术领域的普通技术人员通常理解的相同含义。

[0034] 需要注意的是，这里所使用的术语仅是为了描述具体实施方式，而非意图限制根据本申请的示例性实施方式。如在这里所使用的，除非上下文另外明确指出，否则单数形式也意图包括复数形式，此外，还应当理解的是，当在本说明书中使用术语“包含”和/或“包括”时，其指明存在特征、步骤、操作、器件、组件和/或它们的组合。

[0035] 正如背景技术所介绍的，现有技术中每次只针对一种故障模式进行检修的状态检修策略效率比较低，为提高检修效率，降低设备和系统的维护成本，本申请提出一种计及多种故障模式间机会维修的变压器状态检修策略。

[0036] 本申请的一种典型的实施方式中，如图1所示，本发明提出一种计及多种故障模式间机会维修的变压器状态检修策略：

[0037] 步骤一，构建计及机会维修的变压器设备多状态转移框图；

[0038] 步骤二，根据同规格变压器运行的历史数据，统计变压器各个状态之间的平均转移时间；

[0039] 步骤三，假设变压器各状态之间转移时间服从指数分布，根据变压器各个状态之间的平均转移时间求取变压器各个状态之间的转移率；

[0040] 步骤四，根据变压器各个状态之间的转移率列写状态转移稳态平衡方程，求取变压器设备的平均可用度；

[0041] 步骤五，优化离线监测频率和机会维修策略得到最高设备的平均可用度，作为最好的设备状态检修策略。

[0042] 步骤一中，构建计及机会维修的变压器设备多状态转移框图时，根据变压器设备的性能变化将变压器划分为多个离散状态，以此为基础构建计及检修策略的多状态转移框图，如图2所示。其中，状态0、1、2、3分别表示变压器内部绝缘劣化的良好、注意、严重、故障四种状态；状态4、5、6、7、8、12、13、14表示变压器处于离线检测状态；状态9、10、11表示变压器外部附件的随机故障；方框图表示在检测之后选择的机会维修策略，并不是实际的状态，如NM13表示在状态13(检测状态)检测到设备处于状态2后不进行机会维修；M14、MM14分别表示检测到设备处于状态3后进行小修和大修。

[0043] 步骤二的方法为，统计各个状态之间的平均转移时间，需要调取设备的监测历史数据，统计得到状态i到状态j的平均转移时间Tij。

[0044] 步骤三的方法为，假设各状态之间转移时间服从指数分布，根据各个状态之间的平均转移时间求取状态i到状态j的转移率λij。

[0045]

[0046] 步骤四的方法为，通过列写状态转移稳态平衡方程，求取设备平均可用度，具体如下：

[0047] 1、设P＝[p0,p1,p2,p3,p4,p5,p6,p7,p8,p9,p10,p11,p12,p13,p14]T，其中pi表示状态i的稳态概率。由步骤三求得的状态转移率λij构建矩阵A，矩阵中元素aij＝λij。列写代数方程求取稳态状态概率如下：

[0048]

[0049] 2、设备稳态可用度A为：0,1,2表示变压器的运行状态

[0050] A＝p0+p1+p2

[0051] 步骤五的方法为，用穷举法优化图2中的检测频率γ和方框中的机会维修策略来得到最优的变压器稳态可用度A，给一个检测频率和机会维修策略(大修，小修，不修)就能得到一个稳态可用度，算法穷举即可，得到计及机会维修的变压器最优状态检修策略。

[0052] 以上所述仅为本申请的优选实施例而已，并不用于限制本申请，对于本领域的技术人员来说，本申请可以有各种更改和变化。凡在本申请的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本申请的保护范围之内。

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