[发明专利]一种基于考虑故障率的变压器过载能力评估方法

权利要求书

1.一种基于考虑故障率的变压器过载能力评估方法，其特征在于，包括步骤：

根据动态热模型，计算所述变压器的顶层油温和热点温度；

根据所述顶层油温和热点温度，评估变压器寿命损失和变压器故障风险；

根据所述变压器寿命损失和变压器故障风险，评估变压器过载能力。

2.根据权利要求1所述的基于考虑故障率的变压器过载能力评估方法，其特征在于，所述方法中应用变压器寿命损失模型评估所述变压器寿命损失；

所述变压器寿命损失模型的模型表达式为：

D(θ)＝100×t×10^-(A+B/θ)

其中，D(θ)是总寿命损失百分比；θ是K式温标下的热点温度，A和B是寿命曲线的常数。

3.根据权利要求1所述的基于考虑故障率的变压器过载能力评估方法，其特征在于，所述方法中应用变压器故障风险评估模型来评估所述变压器故障风险；

所述变压器故障风险评估模型的模型表达式为：

其中，H(t)表示故障率函数，X表示备寿命的正连续随机变量，F为概率累计函数，f为密度函数；

φ(x)＝exp(x-exp(x))

x＝(log(t)-μ)σ

μ＝μ(θ₀)-log[AF(θ)]

AF(θ)定义为加速因子，用下式表示

θ₀表示基准热点温度，为98℃，θ表示实际热点温度，E_a表示绝缘材料的活化能。

4.根据权利要求1所述的基于考虑故障率的变压器过载能力评估方法，其特征在于，所述动态热模型的模型表达式为：

其中，P_all表示分散的铜耗和铁耗的整体热源；θ₁'表示热点温度值；θ₂'表示顶层油温；θ₃'表示散热器温度；θ₄'表示底层油温；θ_amb实际的环境温度；

C₁表示铁芯、绕组和部分绝缘油的热容组成的集总热容；C₂、C₃和C₄分别表示顶层油温升节点、散热器温度节点和底层油温升节点对环境温度的集总热容。

5.根据权利要求1所述的基于考虑故障率的变压器过载能力评估方法，其特征在于，所述根据动态热模型计算所述变压器的顶层油温和热点温度，还包括：利用遗传算法进行优化。

6.根据权利要求5所述的基于考虑故障率的变压器过载能力评估方法，其特征在于，所述遗传算法通过选择、交叉和变异三个算子来跟踪最优的结果。

7.根据权利要求6所述的基于考虑故障率的变压器过载能力评估方法，其特征在于，所述通过选择算子来跟踪最优的结果，包括：

计算出种群中所有个体的适应度之和；

计算每个个体相对适应度的大小，这个数值即为考量该个体能否作为父代的概率，用轮盘赌策略来记录各个个体被选中的次数：

将当前种群中适应度最低的个体替换为适应度最高的个体。

8.根据权利要求6所述的基于考虑故障率的变压器过载能力评估方法，其特征在于，所述通过交叉算子来跟踪最优的结果，包括：

在选择了下一代的双亲后，以预设的交叉概率P_c选择两个个体进行交叉，通过交换两个个体的部分基因而得到两个新的个体。

9.根据权利要求6所述的基于考虑故障率的变压器过载能力评估方法，其特征在于，所述通过变异算子来跟踪最优的结果，包括：

采用均匀变异，以概率P_m选择个体进行变异，随机的选取个体的基因位，并将其反转。