基于数据拟合的变电站充油设备故障预警方法及装置与流程

本发明涉及变电站维护，具体涉及基于数据拟合的变电站充油设备故障预警方法及装置。

背景技术：

1、近年来，我国电网建设取得了显著进步，电网规模不断增大，电压等级逐步提高，对电力变压器、高压并联电抗器和换流变压器等主设备运行可靠性提出了更高的要求。套管作为变压器和电抗器的重要组件，其质量至关重要，并直接影响的电网运行的安全性。目前套管的缺陷主要包括渗漏油、闪络、油中溶解气体异常、局放异常、安装问题等。

2、这些主要缺陷中，套管渗漏油缺陷最为常见，套管为少油设备，若发生渗漏油后没有得到及时有效的处理，可能导致更为严重的后果，直接影响变压器的安全运行等。

3、因此如果能够通过监测得到套管渗漏油的原因，对于套管甚至变压器的可靠运行具有重要意义。

技术实现思路

1、为了解决上述现有技术存在的不足，本发明提供基于数据拟合的变电站充油设备故障预警方法及装置。

2、本发明提出的技术方案为：

3、第一方面，本发明提供基于数据拟合的变电站充油设备故障预警方法，采用如下的技术方案，

4、基于数据拟合的变电站充油设备故障预警方法，包括：

5、采用充油电气设备运行初期的温度压力数据，得到温度压力曲线拟合模型；

6、根据温度压力曲线拟合模型对运行初期的温度压力数据进行拟合，得到初始状态系数；

7、根据温度压力曲线拟合模型对监护期间的温度压力数据进行拟合，得到实测状态系数；

8、利用实测状态系数和初始状态系数之间的相对变化量，得到主要状态系数；

9、根据典型故障主要状态系数表，得到变电站充油电气设备的故障缺陷类型。

10、作为本发明的进一步技术方案为，所述采用充油电气设备运行初期的温度压力数据，得到温度压力曲线拟合模型；具体包括：

11、对采集到的充油电气设备运行初期的温度压力数据进行拟合，形成温度压力数据曲线拟合模型，其曲线拟合模型为式(1)的双曲线函数：

12、p＝a×eb×t+c×ed×t；  (1)

13、a为套管绝缘油初始液面高度的状态系数；

14、b为气体膨胀的状态系数；

15、c为套管空腔气体物质摩尔量的状态系数；

16、d为套管绝缘油膨胀的状态系数；

17、t为摄氏温度；

18、p为充油电气设备的压力。

19、作为本发明的进一步技术方案为，所述采用充油电气设备运行初期的温度压力数据，得到温度压力曲线拟合模型；具体包括：

20、对采集到的充油电气设备运行初期的温度压力数据进行拟合，形成温度压力数据曲线拟合模型，其曲线拟合模型为式(2)的多项式函数：

21、p＝bt3+dtz+ct+a  (2)

22、a为套管绝缘油初始液面高度的状态系数；

23、b为气体膨胀的状态系数；

24、c为套管空腔气体物质摩尔量的状态系数；

25、d为套管绝缘油膨胀的状态系数；

26、t为摄氏温度；

27、p为充油电气设备的压力。

28、作为本发明的进一步技术方案为，根据温度压力曲线拟合模型对运行初期的温度压力数据进行拟合，得到初始状态系数；具体包括：利用温度压力数据曲线拟合模型对采集到的运行初期的温度压力数据进行拟合，得到以温度、压力为变量的温度压力曲线拟合函数，此时温度压力曲线拟合函数中的系数为初始状态系数。

29、作为本发明的进一步技术方案为，根据温度压力曲线拟合模型对监护期间的温度压力数据进行拟合，得到实测状态系数；具体包括：利用温度压力数据曲线拟合模型对采集到的持续运行期间的温度压力数据进行拟合，得到以温度、压力为变量的温度压力曲线拟合函数，此时温度压力曲线拟合函数中的系数为实测状态系数。

30、作为本发明的进一步技术方案为，利用实测状态系数和初始状态系数之间的相对变化量，得到主要状态系数；具体包括：利用实测状态系数与初始状态系数，按照式(3)进行相对变化量计算，将其中相对变化量大于100％的命名为主要状态系数；

31、

32、其中，vai为管绝缘油初始液面高度的状态系数初值差；vbi为气体膨胀的状态系数初值差；vci为套管空腔气体物质摩尔量的状态系数初值差；vdi为套管绝缘油膨胀的状态系数初值差；a0为套管绝缘油初始液面高度的状态系数初始值；b0气体膨胀的状态系数初始值；c0套管空腔气体物质摩尔量状态系数初始值；d0套管绝缘油膨胀的状态系数初始值；ai为管绝缘油初始液面高度的状态系数实际值；bi气体膨胀的状态系数实际值；ci套管空腔气体物质摩尔量状态系数实际值；di套管绝缘油膨胀的状态系数实际值。

33、作为本发明的进一步技术方案为，根据典型故障主要状态系数表，得到变电站充油电气设备的故障缺陷类型；具体包括：根据实测状态系数获得的主要状态系数，当主要状态系数的状态系数初值差达到设定值时，利用典型故障主要状态系数表进行对应，得到变电站充油电气设备的故障缺陷类型；

34、其中故障缺陷类型包括套管漏气、绝缘油裂解产气、套管漏油、注油过多、套管发热。

35、第二方面，本发明还提供基于数据拟合的变电站充油设备故障预警装置，包括：

36、初始状态单元，采用充油电气设备运行初期的温度压力数据，得到温度压力曲线拟合模型，根据温度压力曲线拟合模型对运行初期的温度压力数据进行拟合，得到初始状态系数；

37、实测状态单元，根据温度压力曲线拟合模型对监护期间的温度压力数据进行拟合，得到实测状态系数；

38、状态关系单元，利用实测状态系数和初始状态系数之间的相对变化量，得到主要状态系数；

39、缺陷判断单元，根据典型故障主要状态系数表，得到变电站充油电气设备的故障缺陷类型。

40、本发明的有益效果为：

41、本发明实施例利用运行初期的温度压力数据得到了双指数函数模型，根据充油电气设备的油温油压初始监测数据得到初始状态系数，根据充油电气设备的油温油压运行监测数据得到实测状态系数，通过状态系数的比较，成功判断确定了充油电气设备的缺陷与故障类型，提前预警了充油电气设备的不良工作状态。

技术特征：

1.基于数据拟合的变电站充油设备故障预警方法，其特征在于，包括：

2.根据权利要求1所述的基于数据拟合的变电站充油设备故障预警方法，其特征在于，所述采用充油电气设备运行初期的温度压力数据，得到温度压力曲线拟合模型；具体包括：

3.根据权利要求1所述的基于数据拟合的变电站充油设备故障预警方法，其特征在于，所述采用充油电气设备运行初期的温度压力数据，得到温度压力曲线拟合模型；具体包括：

4.根据权利要求1所述的基于数据拟合的变电站充油设备故障预警方法，其特征在于，根据温度压力曲线拟合模型对运行初期的温度压力数据进行拟合，得到初始状态系数；具体包括：利用温度压力数据曲线拟合模型对采集到的运行初期的温度压力数据进行拟合，得到以温度、压力为变量的温度压力曲线拟合函数，此时温度压力曲线拟合函数中的系数为初始状态系数。

5.根据权利要求1所述的基于数据拟合的变电站充油设备故障预警方法，其特征在于，根据温度压力曲线拟合模型对监护期间的温度压力数据进行拟合，得到实测状态系数；具体包括：利用温度压力数据曲线拟合模型对采集到的持续运行期间的温度压力数据进行拟合，得到以温度、压力为变量的温度压力曲线拟合函数，此时温度压力曲线拟合函数中的系数为实测状态系数。

6.根据权利要求1所述的基于数据拟合的变电站充油设备故障预警方法，其特征在于，利用实测状态系数和初始状态系数之间的相对变化量，得到主要状态系数；具体包括：利用实测状态系数与初始状态系数，按照式(3)进行相对变化量计算，将其中相对变化量大于100％的命名为主要状态系数；

7.根据权利要求1所述的基于数据拟合的变电站充油设备故障预警方法，其特征在于，根据典型故障主要状态系数表，得到变电站充油电气设备的故障缺陷类型；具体包括：根据实测状态系数获得的主要状态系数，当主要状态系数的状态系数初值差达到设定值时，利用典型故障主要状态系数表进行对应，得到变电站充油电气设备的故障缺陷类型；

8.基于数据拟合的变电站充油设备故障预警装置，其特征在于，采用如权利要求1-7中任一所述的基于数据拟合的变电站充油设备故障预警方法，包括：

技术总结
本发明公开基于数据拟合的变电站充油设备故障预警方法及装置，涉及电气设备在线监测及故障诊断技术领域，包括：采用充油电气设备运行初期的温度压力数据，得到温度压力曲线拟合模型；根据温度压力曲线拟合模型对运行初期的温度压力数据进行拟合，得到初始状态系数；根据温度压力曲线拟合模型对监护期间的温度压力数据进行拟合，得到实测状态系数；利用实测状态系数和初始状态系数之间的相对变化量，得到主要状态系数；根据典型故障主要状态系数表，得到变电站充油电气设备的故障缺陷类型。本发明通过状态系数的比较，成功判断确定了充油电气设备的缺陷与故障类型，提前预警了充油电气设备的不良工作状态。

技术研发人员：杨定乾,冯煜轩,郑义,张维宁,王进,李龙飞,党圆,单德帅,姜东飞,王学彬,王学鹏,汤浩,李熙宁
受保护的技术使用者：国网新疆电力有限公司电力科学研究院
技术研发日：
技术公布日：2024/1/13