影响不同。
[0064] 实际情况下，变压器投运的前十五年故障率较低，一般仅需要小修维护即可。变压 器投运后十五年到=十年期间故障率偏高，需要适时进行大修。而变压器大修后健康恢复 的效果随着大修次数的增加会越来越差。到变压器寿命的末期，大修对变压器健康恢复的 效果甚微，此时应考虑对变压器进行更换W取得更高的经济效益。此外，变压器投运后到投 运十五年期间变压器的绝缘状态较好，故障率较低，若对变压器进行大修，则变压器的故障 率降低较小，等效役龄回退年限yd值较小。投运十五年到投运=十年期间变压器故障率较 高，变压器可维修性较好，若对变压器进行大修，则变压器的故障率降幅较大，等效役龄回 退年限yd值较大且趋于稳定。投运超过=十年的变压器绝缘老化健康状态较差，可维修性 较差，大修导致的变压器等效役龄回退年限yd值随运行时间而逐渐变小。 阳〇化]本发明在模拟实际变压器故障率变化情况的基础上，将变压器大修后设备的等效 役龄回退年限yd值定义为一个分段函数。其中Ydi=i，Yd2=i〇，yd3= 2,可表示为式（3) 所示。
[0066]
(3)
[0067] 考虑到变压器在运行期间一般要经历两次W上的大修。变压器第一、第二次大修 的等效役龄回退年限yd，如图3中的yd=t"-t油式做获得，W后每次大修的等效役龄回 退年限yd为上一次大修等效役龄回退年限值的50%。
[0068] 变压器小修对等效役龄回退年限的影响趋于恒定，因此可设定变压器小修的等效 役龄回退年限y、，如图3中的y、=t"-t2为一年；变压器更换引起的等效役龄回退年限可设 定为5V如图3中的y,=t"-t。2。在获得变压器的故障率的变化趋势之后，便可W为变压器 的经济性评估提供技术支持。
[0069] 图3示出设备运行到t。时，继续运行、进行大修、小修或者更换后设备故障率的变 化趋势。若变压器在t。时刻继续运行，则变压器的故障率沿着曲线1的发展趋势继续升高。 若变压器在t。时刻小修，则变压器的故障率首先回退到等效役龄12处，然后沿着曲线2的 发展趋势继续升高。若变压器在t。时刻大修，则变压器的故障率首先根据式（3)求得等效 役龄ti，从ti处沿着曲线3的发展趋势继续升高。若变压器在t。时刻更换，则变压器的故 障率首先回退到等效役龄t。2处，然后沿着曲线4的发展趋势继续升高。
[0070] (4)根据变压器设备等效实际役龄和名义役龄的关系，考虑设备健康状况的影响， 对变压器设备故障率的基本变化曲线进行修正，得到变压器设备的实际故障率变化曲线；
[0071] 由于存在检修、不良工况和负载情况对变压器故障概率的影响，变压器役龄存在 实际役龄和名义役龄的区别。变压器的名义役龄指的是设备运行的总年数，而实际役龄则 与变压器的健康状态相关，一般情况下实际役龄与名义役龄存在差别。
[0072] 根据式（1)所建立的基于Weibull分布的变压器故障率函数，可W方便地预测出 变压器在运行年份对应的故障概率。但该故障概率仅是根据变压器的名义役龄推算所得， 由变压器的健康指数推算的实际故障概率存在一定偏差。
[0073] 可W利用名义役龄t。时基于健康指数的故障概率，作为变压器当前状态下的故障 概率，再由此故障概率在对应的Weibull分布曲线上查得相应的运行年数，即为变压器在 该时刻的等效实际役龄t。。等效实际役龄与名义役龄的差值At=tp-t。可W看作是变压 器因为个体运行的原因，导致基准故障概率曲线在时间轴上提前（或滞后）的时间，但仍然 按Weibull曲线规律变化，如图4所示。可W求得变压器的实际故障概率曲线为式（4)所 /J、- 〇
[0074]
曲
[0075] (5)设定变压器设备故障率阀值根据变压器设备的实际故障率变化曲线分 别确定设备的总寿命年限及目前剩余的寿命。
[0076] 随着变压器的运行与老化，其故障概率逐渐增大，可靠性降低，当故障概率达到某 一阔值Ap"d时，变压器有了明显的老化迹象，进入快速老化期，各状态量变化较大，已接近 或略微超过标准阔值，相应的老化速率也开始呈急剧上升趋势。可W认为此时即为变压器 可靠性寿命的终点，不宜再继续使用，应尽快安排更换变压器的计划。
[0077] 相对应的可靠性剩余寿命计算方法为即为：计算设备故障率阀值Ap"d，如式巧） 所示，则根据故障率可求得设备全寿命年限tp"d，设备剩余寿命即为设备总寿命与目前运行 年限的差值，如式（7)所示。
[0081] 根据设备的故障率阀值A 及上述式5-式7可求得设备的总寿命年限及目前 剩余的寿命。
[0082] 上述虽然结合附图对本发明的【具体实施方式】进行了描述，但并非对本发明保护范 围的限制，所属领域技术人员应该明白，在本发明的技术方案的基础上，本领域技术人员不 需要付出创造性劳动即可做出的各种修改或变形仍在本发明的保护范围W内。
【主权项】
1. 一种基于可靠性的变压器设备寿命评估方法，其特征是，包括以下步骤： (1) 采用威布尔分布函数对变压器故障率曲线进行拟合，确定变压器设备故障率的基 本变化曲线； (2) 根据变压器设备的历史统计数据，对故障率基本变化曲线进行分段拟合，求得故障 率基本变化曲线的参数； (3) 将变压器设备检修分为继续运行、大修、小修及更新四种检修方式，根据实际检修 情况计算变压器设备等效役龄回退年限，确定设备在检修过后的故障率变化曲线； (4) 根据变压器设备等效实际役龄和名义役龄的关系，考虑设备健康状况的影响，对变 压器设备故障率的基本变化曲线进行修正，得到变压器设备的实际故障率变化曲线； (5) 设定变压器设备故障率阀值XOTd，根据变压器设备的实际故障率变化曲线分别确 定设备的总寿命年限及目前剩余的寿命。2. 如权利要求1所述的一种基于可靠性的变压器设备寿命评估方法，其特征是，所述 步骤（1)中，变压器设备故障率的基本变化曲线由两个参数决定： 形状参数m，用于表征分布曲线的形状； 尺度参数n，用于表征坐标尺度； 当m〈l时，故障率呈下降趋势；m= 1时，故障率为常数;m>l时，故障率呈上升趋势。3. 如权利要求1所述的一种基于可靠性的变压器设备寿命评估方法，其特征是，所述 步骤（2)中，根据设备运行年限将变压器设备故障率随运行时间变化分为早期故障阶段、 偶然故障阶段和耗损故障阶段；根据变压器设备的历史统计数据，对故障率基本变化曲线 进行分段拟合，求得各故障阶段的形状参数m和尺度参数n。4. 如权利要求1所述的一种基于可靠性的变压器设备寿命评估方法，其特征是，所述 步骤（3)中，假设变压器运行到tj介段，需要对变压器进行状态检修； 将变压器大修后设备的等效役龄回退年限7^直定义为一个分段函数，所述分段函数根 据变压器运行年限将等效役龄回退年限^的值分成三段； 变压器第一次、第二次大修的等效役龄回退年限74均由所述分段函数获得，之后每次 大修的等效役龄回退年限yd均为上一次大修等效役龄回退年限值的h%，其中，h为设定 值，h〈l。5. 如权利要求1所述的一种基于可靠性的变压器设备寿命评估方法，其特征是，所述 步骤（3)中，假设变压器运行到tj介段，需要对变压器进行状态检修； 变压器小修的等效役龄回退年限yx设定为一年。6. 如权利要求1所述的一种基于可靠性的变压器设备寿命评估方法，其特征是，所述 步骤（4)中，由于存在检修、不良工况和负载情况对变压器故障概率的影响，变压器役龄存 在实际役龄和名义役龄的区别； 根据检修过后的故障率变化曲线，预测出变压器在运行年份对应的故障概率，该故障 概率根据变压器的名义役龄推算所得； 利用名义役龄为1时基于健康指数的故障概率，此故障概率作为变压器当前状态下的 故障概率； 再由此故障概率在对应的检修过后的故障率变化曲线上查得相应的运行年数，即为变 压器在该时刻的等效实际役龄％; 在原有的检修过后的故障率变化曲线的基础上，将变压器名义役龄替换为等效实际役 龄，得到变压器设备的实际故障率变化曲线。7. 如权利要求1所述的一种基于可靠性的变压器设备寿命评估方法，其特征是，所述 步骤（5)中，变压器设备的总寿命年限的确定方法为： 假定变压器设备故障率为设定的变压器设备故障率阀值，根据变压器设备故障率变化 曲线的形状参数和尺度参数，确定变压器设备的运行年限，此运行年限为设备等效实际役 龄， 根据等效实际役龄确定设备名义役龄，所述设备名义役龄即为变压器设备的总寿命年 限。8. 如权利要求1所述的一种基于可靠性的变压器设备寿命评估方法，其特征是，所述 步骤（5)中，变压器设备目前剩余寿命为：变压器设备的总寿命年限与变压器设备的名义 役龄的差值。
【专利摘要】本发明公开了一种基于可靠性的变压器设备寿命评估方法，包括：确定变压器设备故障率的基本变化曲线；对故障率基本变化曲线进行分段拟合，求得故障率基本变化曲线的参数；确定设备在检修过后的故障率变化曲线；考虑设备健康状况的影响，对变压器设备故障率的基本变化曲线进行修正，得到变压器设备的实际故障率变化曲线；根据变压器设备的实际故障率变化曲线分别确定设备的总寿命年限及目前剩余的寿命。本发明有益效果：结合设备目前运行状态、健康状况及检修情况对设备故障率曲线进行修正，与传统的浴盆曲线故障率相比，准确性更高。
【IPC分类】G06Q50/06, G06Q10/04
【公开号】CN105225010
【申请号】CN201510655706
【发明人】李娜, 王晓亮, 李明, 朱振华, 韩建强, 徐冉, 刘世富
【申请人】国网山东省电力公司电力科学研究院, 国网山东省电力公司检修公司, 国家电网公司, 山东中实易通集团有限公司
【公开日】2016年1月6日
【申请日】2015年10月12日