基于云模型和灰色模糊综合评判的高压断路器状态评估

摘要

随着社会和经济的发展，为满足生产和生活的需求，电网的规模进一步扩大，其安全稳定运行将面临着更加严峻的考验，作为电力系统的重要组成部分，电力设备的运行状态将直接影响电力系统的运行。高压断路器作为电力系统的核心开关设备，在电网中起到保护与控制双重作用，其保护作用主要体现在当电力线路或设备发生故障时，配合继电保护装置，快速切除电力系统故障，保证系统中非故障区域正常运行，其控制作用主要体现在电力系统正常运行时，把部分电力设备或线路投入或切除，以满足电力系统运行需求。高压断路器在运行过程中承受电、热、环境等因素的影响，其性能将发生一定程度的劣化，从而对电力系统的稳定运行造成潜在的威胁，若劣化至一定程度则发展为故障，将对电力系统的运行产生直接影响，轻则引起部分用户断电，或者造成部分电力设备的损坏，重则引起电力系统连锁反应导致系统的崩溃，即大面积停电，将对人们的生产与生活造成重大的影响。因此，对高压断路器进行准确有效的状态评估为进一步制定维护计划保证电力系统的安全稳定运行具有重要的意义。
　　高压断路器状态评估系统作为一个复杂的多因素评估系统，其评估因素具有模糊性、灰色性及随机性。本文在调研和总结前人的工作的基础上，将云模型理论和灰色模糊综合评判应用到高压断路器的状态评估中，提出了一种新的高压断路器状态评估思路，综合考虑了高压断路器状态评估因素的模糊性、灰色性及随机性，使评估结果更加有效可靠。
　　首先，本文在基于高压断路器相关试验项目及运行参数分析的基础上，结合系统建模的相关原则，选取代表性指标，建立了多层次评估因素集;其次，综合考虑运算量及评估精度，合理地划分运行状态等级;然后，采用改进的层次分析法确定权重集的模部，并结合信息的充裕程度及专家的经验确定权重集的灰部。权重集的模部表明同一层次各评估因素的相对重要性，灰部表示相应模部确定的可信度。最后，结合定量分析与定性分析的方法，通过隶属度来描述评估因素与各状态等级之间的模糊隶属关系，并引入点灰度描述相应模糊关系的可信度，综合建立灰色模糊判别矩阵。对于定量指标，其隶属度的确定采用云模型，对于定性指标，其隶属度确定采用模糊统计试验法。综上，对高压断路器的运行状态进行综合评估，并引用内积法与最大隶属原则相结合的方法确定最终评估结果。实例验证表明，该评估模型可以客观有效地评估高压断路器的运行状态。

目录

声明

摘要

第1章 绪论

1．1 课题研究背景及意义

1．2 高压断路器的状态维修现状及发展

1．2．1 高压断路器在线监测研究现状

1．2．2 高压断路器状态评估研究现状

1．2．3 高压断路器检修制度的研究现状

1．3 本文的主要工作

1．4 本章小结

第2章 高压断路器状态评估因素分析

2．1 高压断路器的相关故障理论

2．1．1 高压断路器的故障演变

2．1．2 高压断路器的故障类型及原因

2．2 高压断路器的相关特性分析

2．2．1 高压断路器的机械特性分析

2．2．2 高压断路器的电气特性分析

2．2．3 高压断路器的绝缘特性分析

2．2．4 高压断路器的其他因素特性分析

2．3 本章小结

第3章 高压断路器状态评估综合评估模型

3．1 灰色模糊数学理论及云模型理论

3．1．1 灰色模糊数学理论

3．1．2 云模型理论

3．2 高压断路器状态评估综合模型的建立

3．2．1 评估因素集的建立

3．2．2 评估评语集的建立

3．2．3 评估因素权重集的确定

3．2．4 灰色模糊判别矩阵的确定

3．2．5 灰色模糊综合评判

3．3 本章小结

第4章 算例验证

4．1 机械特性评估

4．2 电气特性评估

4．3 绝缘特性评估

4．4 其他因素评估

4．5 高压断路器状态评估

4．6 本章小结

第5章 结论与展望

参考文献

致谢

攻读学位期间发表的学术论文与参与的科研项目