[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

说明书

本发明涉及电力技术领域，公开了一种基于考虑故障率的变压器过载能力评估方法。所述评估方法包括步骤：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。本发明实施例结合使用故障评估模型和改进的动态热模型，基于故障率来进行负载能力评估，能够有效提高负载能力评估结果的精确度。

技术领域

本发明涉及及电力设备技术领域，尤其涉及一种基于考虑故障率的变压器过载能力评估方法。

背景技术

电力系统的变电容量大小主要受变压器过负载能力的影响，为了保障电力系统的稳定运行，电力部门严格按照变压器的运行限值控制负载。当变压器正常或事故情况下过负载运行时，要求变压器不因过负载发生损坏，以保证有足够时间将负载控制在安全稳定范围内。因此，提高变压器过负载能力可以有效增大变压器负载率，提高运行限额，对电力系统稳定运行具有十分重要的作用。

随着电网负载持续增长，造成电网建设相对落后，使得变压器负载率一直居高不下。在当今在开放的电力市场中，出于经济原因或为保证不间断供电，致使电力变压器在过负载的情况下运行。油浸式电力变压器过负载运行时，导体迅速发热加剧，在短时间内绝缘油与绕组温度急速上升，将会引起绝缘油的裂解并产生气泡，降低变压器绝缘强度，进而发生电击穿而损坏变压器。另外，绕组的机械强度也可能因高温受到破坏。特别是对大容量的电力变压器，当发生超铭牌额定值运行时，对其电气强度和机械强度冲击更大，危险性也更大，后果也更严重，必须严格避免此类情况。

目前，现有技术主要通过智能算法预测热点温度模型，如机器学习、蒙特卡洛越策等来评估变压器过载能力，但是这些评估方法的精确度均有待提升。

发明内容

本发明的目的在于提供一种基于考虑故障率的变压器过载能力评估方法，有效提高评估结果的精确度。

为达此目的，本发明采用以下技术方案：

一种基于考虑故障率的变压器过载能力评估方法，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。

可选的，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。

可选的，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