[发明专利]一种基于生灭过程的变压器内部潜伏性故障率预测方法

说明书

本发明公开了一种基于生灭过程的变压器内部潜伏性故障率预测方法，所述方法包括以下步骤：1.获取变压器状态停留时间的历史数据和绕组热点温度数据，对变压器油中气体含量进行检测；2.计算变压器历史运行4种状态的转移速率λ；3.根据绕组热点温度数据，计算变压器老化加速因子；4.计算历史平均加速因子；5.求解变压器时变状态转移速率；6.根据变压器状态转移机理和运行历史数据列写变压器状态转移的生灭过程方程组，计算变压器处于m运行状态时变故障率；7.根据变压器的维修类型修正时变故障率；8.根据步骤7的故障率求变压器可靠性；9.输出变压器故障率与可靠性预测曲线，结合变压器现实运行状况，对变压器下一步运行状态进行分析提出检修建议。

技术领域

本发明涉及变压器故障率预测技术领域，特别是涉及变压器内部潜伏性故障率预测方法。

背景技术

变压器故障分为外部故障和内部故障，其中内部故障主要是由变压器内部器件老化引起。在变压器的内部，热点温度升高，会使内部器件加速老化，从而使变压器故障率升高。变压器热点温度升高会导致变压器绝缘油中气体产生加快，所以，油中气体含量，能够反映变压器的健康状况。

变压器内部潜伏性故障率常根据变压器油中气体含量进行求取。常用的故障率求解方法分为解析法和模拟法。

解析法以基于泊松过程和马尔科夫过程的变压器故障率模型为代表，该类模型根据变压器状态转移过程，利用相关理论对变压器的故障率进行推导。解析法的优势在于简单、易于掌握，且不需要知道变压器的状态转移原理，在故障率求解前认为变压器各状态间的转移无后效性。但解析法不易综合考虑各影响因子变压器故障率的影响，且使用相关理论时有相应的限制条件，例如Markov过程要求变压器的状态停留时间必须服从指数分布，但在变压器现实运行中，其状态停留时间不一定满足该要求。

模拟法是通过对变压器的运行过程进行场景模拟，利用模拟数据对变压器的故障率进行求解，该类方法虽然可操作性强，但是必须有大量训练数据作支撑，成本较高，且不易对变压器可靠性函数进行验证。典型例子是考虑在线监测信息的变压器时变停运模型，该模型使用Acception-Rejection采样方法得到每个状态停留时间，生成采样样本，并通过改变比例模型的参数来量化不同影响因素对变压器故障率的影响。

此外，传统方法在计算变压器故障概率时，多数没有考虑变压器运行年限、维修策略、运行负荷等对变压器故障概率的影响，当变压器进行油净化处理后，仅根据油中气体含量来预测变压器故障概率，很明显得到结果不准确。有些变压器故障率模型中无法量化变压器运行历史对未来时刻变压器故障率的影响。

此外，对变压器进行维修策略制定时，需要对变压器故障率进行长时间预测，但传统方法大多无法满足要求。

因此希望有一种变压器内部潜伏性故障率预测方法可以克服或至少减轻现有技术中的问题。

发明内容

本发明的目的在于提供一种变压器内部潜伏性故障率预测方法，对变压器运行故障率进行精确求解，充分考虑影响变压器故障的加速因子，解决了变压器故障率使用解析法求解困难的问题。

本发明提供了一种基于生灭过程的变压器内部潜伏性故障率预测方法包括以下步骤：

步骤一：获取变压器状态停留时间的历史数据和变压器绕组热点温度数据，并对变压器油中气体含量进行检测；

步骤二：对变压器历史运行中的4种状态的停留时间进行统计分析，分别计算4种状态的转移速率λ；

步骤三：根据变压器绕组热点温度数据，计算变压器老化加速因子：

其中，F_AA为变压器老化加速因子，B为常数与负载系数和环境温度有关，为绕组热点温度基准值，θ为当前时刻变压器绕组热点温度；