一种少失效数据的变压器绝缘可靠性分析方法

摘要

本发明公开了一种少失效数据的变压器绝缘可靠性分析方法。通过对油纸绝缘进行不同温度下的热老化，得到不同老化程度的油纸绝缘样品；间隔一段时间测量每个样品的聚合度数据，得到绝缘样品聚合度变化情况；设置截尾时刻，并求解可靠性参数的点估计；随后设定置信系数，得到该置信水平下的参数置信下限；最后建立方程计算变压器绝缘可靠性。该方法能判断少失效数据的变压器绝缘可靠性。

说明书

技术领域

本发明属于变压器绝缘状态评估领域，具体涉及一种少失效数据的变压器绝缘可靠性分析方法。

背景技术

变压器是电力系统中至关重要的设备，承担着电压转换和传输的任务，其安全运行意义重大。油纸绝缘是变压器的主绝缘，其绝缘状态决定了电力系统运行的可靠性和稳定性。经大量研究表明，绝缘性能劣化是导致变压器故障的主要原因。

热老化是油纸绝缘老化的最主要形式。在变压器正常投入运行时，波动的负荷使得温度发生变化，油纸绝缘热老化速率不均匀，这损害了变压器的可靠性。而可靠性直接决定了变压器乃至电网的稳定运行，因此，急需对变压器绝缘可靠性进行分析。

发明内容

为了在实际工况中对变压器绝缘可靠性进行分析，本发明提供一种少失效数据的变压器绝缘可靠性分析方法，包括如下步骤：

第一步：搭建试验平台

搭建的变压器绝缘可靠性分析研究试验平台，主要由真空干燥箱(1)、可编程逻辑控制器(2)、试验箱(3)、加热器(4)、绝缘油(5)、绝缘纸样品(6)和电压可调电源(7)组成；电压可调电源(7)与可编程逻辑控制器(2)相连，提供电能输入，可编程逻辑控制器(2)与N个加热器(4)连接，通过控制输入电压的大小对加热器的温度进行控制调整；绝缘纸首先在条件为90℃/50Pa的真空干燥箱(1)中干燥48小时，测量其初始聚合度DP

第二步：获取聚合度数据

加热器温度分别设定为T

第三步：可靠性参数求解

设置有k个截尾时刻，k≤N，分别记为τ

当绝缘纸样品聚合度DP

故障概率p

式中，

用最小二乘法对点τ

式中，m为形状参数，η为比例参数，θ为位置参数，误差ε＝0.01；

可得到m，η，θ的估计值

第四步：参数置信下限求解

设置置信水平为1-α，α为置信系数，一般取为0.05，0.025，0.01，此系数需要根据实际确定，置信系数越低，则可靠性越高，在置信水平1-α下，p

式中，

将置信上限p

式中，x

第五步：可靠性评估

可以进一步获得，在置信水平1-α下，时间t处的可靠性置信下限

变压器绝缘可靠性为

本方法的优点在于考虑了不同负荷产生的温度影响，综合各情况下的老化速率对变压器绝缘可靠性进行了准确分析。

附图说明

图1为少失效数据的变压器绝缘可靠性分析方法的流程图。

图2为少失效数据的变压器绝缘可靠性分析试验平台结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图与案例对本发明的实施流程作进一步详述。

第一步：搭建试验平台

搭建的变压器绝缘可靠性分析研究试验平台，主要由真空干燥箱(1)、可编程逻辑控制器(2)、试验箱(3)、加热器(4)、绝缘油(5)、绝缘纸样品(6)和电压可调电源(7)组成；电压可调电源(7)与可编程逻辑控制器(2)相连，提供电能输入，可编程逻辑控制器(2)与100个加热器(4)连接，通过控制输入电压的大小对加热器的温度进行控制调整；绝缘纸首先在条件为90℃/50Pa的真空干燥箱(1)中干燥48小时，测量其初始聚合度DP

第二步：获取聚合度数据

加热器温度分别设定为T

第三步：可靠性参数求解

设置有k个截尾时刻，k＝10，分别记为τ

当绝缘纸样品聚合度DP

故障概率p

式中，

用最小二乘法对点τ

式中，m为形状参数，η为比例参数，θ为位置参数；

将式(2)带入式(3)：

式中，误差ε＝0.01；

可得到m，η，θ的估计值

第四步：参数置信下限求解

设置置信水平为1-α，α为置信系数，取为0.025，在置信水平0.975下，p

式中，

将置信上限p

式中，x

第五步：可靠性评估

可以进一步获得，在置信水平0.975下，时间t处的可靠性置信下限

变压器绝缘可靠性为