基于可拓分析法的电力变压器本体绝缘状态评估

北京朝阳电力实业开发有限公司 李 威 王 恒

1 引言

在电力变压器的相关生产管理过程当中，设备检修成为工作中的重要组成部分。诚然，先进的检修设备，除了在性能和运营方面都产生重要的作用，同时可提高设备的健康水平以及设备安全方面的可靠性。在众多的评估体系当中，也产生了许多现代评价算法，如模糊综合评算法、集对分析法等。也由于这些算法的存在，一定程度上影响了其实际使用效果。

2 本体绝缘状态评估物元的构建

设定一个有序三元组，C、R、V。其中，在C 和V 组成的二元组中，都会有一个量值所构成的相关阵列。而在定义1中，以事物N 为对象项目。在N 关于C 所取得的量值当中，由V 再次组成了一个有序的三元组。其并列等式为R=（N,c,v），等式被称为一维物元。同时，C 和V 之间也可以组成一个二元组，而根据N 的相关特征可重新组成一个二元的算式。

当R 设定一个值，在c1v1的等式当中，与三阵列式完全相等，而与变压器绝缘状态的一些有效数据中，主要有油中溶解气体、绝缘油试验以及电气试验等三个方面，而其构建的物元模型也存在以下三种模式。油与击穿电压的值，其中还包括微水、介损、三值等。同时，在经过试验后，会阻止不平衡率以及绕组电损等方面的数值，以红外侧套管温升为主要因素。

同时，在各数值之间，划分着不同的区域。一是正常运行的量便要求，二是在相关的质变范围之内，变压器功能也在进行着正常发挥。相反，变压器的某一部分甚至已经失效，甚至还存在一定的故障。

再以绝缘油击穿电压为例，在分析评估指标关联函数的过程当中，当X0赋值为40和70时，则X取值为35和70，而任意一个击穿电压测试值，其数值也在X 与X0，出相关密度数值为x-55的绝对值再减去15的差。此外，给D 赋值为x、X、x0，其值也在2.5与32.5。由此也引出了量值的最优值，而当密度ρ 给定的值最后则等于40-x。同时，设现有6个不同的绝缘油样，其击穿电压值则分别为30、35、40、45、50、75。而其所列算式当中，当K 赋值为30时，最终值为-2，而当关联函数为正，且击穿电压值也越大的时候，关联函数值往往则越高。这也表明了绝缘油的状态越来越好，当然击穿电压值的值域也是随着变化而变化的，当给出的现值为40kV 时，关联函数就被赋予为0。而绝缘油状态也发生着变化。当量变逐渐变化为质变时，关联函数值也由此进入到负域，而最优值的列式则为X0=70。

另外，在X0与X0的两种指标当中，当油中水分值趋于低端之时，其评估值则越低越好。而在求得的相关关联函数中，若指标数据缺失，则会选择时间最近的历史数据。并根据关联函数值的规定，得出最终的优化值[1]。

3 变压器状态评估对于建立实域数的相关规定

定一个定义2，并设X0为（a,b）X=（c,d），为实域数上的d 为两个重要的数值区间。并根据相关计算算式，最终得出。

在定义3当中，若给定区间X0给出两个区间特定的值，a 和b，而给定的值X0与a 和a+b/2，并定义一个点x 与区间获得一个数，与此同时，x 的取值范围大于且等于一个的值，而x-b 在获得一定的数值后，x ≥x0。

与此同时，密度也给定了3个已知数。分别为X、X0、X1，而x 与a、X0之间产生了区间范围，其取值范围为x ≥x0。

将给定区间X0设置出两个数a 和b，而X0也与a+b/2与数值b 之间也产生区间值，这也是密度值ρ 在给定的三个数值之中，最后如何通过a、b、X、X0之间产生的分数运算关系。

根据电器指标的选择，在国网理性的指标当中成了一项必选项目。同时，随着变压器容量的增大，及绝缘体结构的快速改进，作为大荣功率的变压器而言，极化指数成为其用尽全力所描述的绝缘性能，与此同时其精准度也会越来越高。并且在电气试验中，相关绕组产品在铁芯绝缘电阻中，充分反映铁芯的基本状态，利用红外热像仪可进行红外测温反应。

以上就是定义关取函数值以与状态等级与检修策略的关系。在变压器状态评估中，其关联函数建立定义2为X0与X，并给定赋值范围为a、b、c、d 四个选项，而与密度相关的任意一点，在实域上都会与任意区间产生交集，这也成为密度赋值的关键所在。

根据表1的数据可以得出，在无故障状态下，三个值的编码为（0,0,0）。并对相关指标进行计算以及评估后，形成最后的关联函数。此外，还有一项非常重要的因素，便是对气体的溶解，并在溶解过程中，得出相关函数的重要指标。

表1 油中溶解气体数据（10-6）

3.1 实例

变压器在大修之前的一些相关数据。通过相关公式的计算，通过DGA 的相关数据得出一些相应的三比值。但这样仍不安全，很有可能处于故障状态之中。基于此，安排停电检修也成为迫在眉睫的事情，而本文最终的评估结果也与其实际情况相当吻合。

3.2 评估方法对比分析

物元理论其在模糊评价中，其隶属于不同等级的隶属度相近。在评价容易失败的问题时，可利用极少的变压器绝缘参数对变压器本体进行正确的分析。同时，在变压器专题评估体系当中，提供了一项全新思路，由此可反映出绝缘本体与绝缘相关状态的具体信息。但新方法还是有一个适应的过程，并在进行有效的评估后，能够得到进一步的完善。

诚然，当对各数据进行完相关试验之后，最终得出两个取值区间。一是正常运行的量变要求，另一个则是在发生质变之后，变压器的功能最终得以正常发挥。当然，通过对各数据的相关试验可以得出，通常情况下存在两个取值区间。一是正常运行的量变基本要求，另一个则是在质变范围发生改变之后，各参量在量变范围之后，变压器的功能也能得到正常发挥。与此同时，分析评估指标关联函数也在建立的过程当中。根据表1可以获得一些相应的及传递测试值，特别是关联函数的建立过程当中，也可以求得其他指标的关联函数的一些，同时得出最终的优化值。

4 关联函数的构造状态

当变压器处于正常状态下的运行时，在适当构造关联函数的同时，在量变范围内，当关联函数得到正常的运行时，这也成为正常的关联函数的构造状态。

5 关于电力变压器实例分析以及最终评估结果

在可拓分析的状态之下，可通过实施评估进行有效的参考。

6 附件运行情况指标隶属函数的确定

对于指标隶属函数而言，隶属函数的确定方法有以下几种。首先模糊统计法，一般情况下，隶属函数可通过模糊统计试验的方法来进行相关的统筹计算。由于模糊函数是模糊集建立的重要因素，随着隶属函数的最终确定，成为其基本应用的关键所在。确定函数隶属原则首要的原则，而这次则大量、可重复的个别意识的平均结果。其次，由于模糊集反应的是在某个时间段内的个别意识，与此同时，相关经验的判断，最终采用DELPHI 方法。模糊集反应的则是成熟的指标，并经过长期的实践后，相对于事物本质的描述而言，最终被得到公认，最终将其转变为隶属函数。

图1 变压器的相关工作原理

表2中，每当冷却达到一定的阈值时，则会增加相应的减分值，而从冷却风扇的修葺中，再到阀门油泵的相关故障维修，可以进一步提高冷却速率。

表2 变压器冷却系统减分表

7 外观检查情况指标隶属函数的确定

物元理论方法能够克服模糊评价，其评估类型也有所不同。此外，更能进一步反映出本体绝缘提的一些相关的指标信息，同时也在一定程度上影响了评估的有效性，这也要求在物元体系当中进行进一步的完善。

最后是编译器的附件及其应用。变压器的附件由冷却系统、测试装置、套管、有线分接开关和保护装置等组成。在四个组件当中，首先设定各组件的初始分值，再同时相应的减分表，并根据套管的特殊性和重要性，并在电气室管制表中最终的评估。最终依据评分表的相关因素，并根据相关经验，最终确定各个组件的分值。

如表2所示的内容，每当冷却一级也就会增加相应的减分值。从冷却风扇的维修，再到阀门油泵的各种故障处理，进一步提高冷却速率，使得变压器最终能够正常运转。同时，在得到各组件的分值后，由于定性指标采用半梯形，与三角形结合隶属函数的分布函数，来确定其隶属度。通过物元理论方法的学习，最终克服在模糊评价当中，在不同等级的相近的隶属度的分析当中，对于有关的问题进行精准的评价。

而在物元理论方法中实施的可拓展绝缘状态过程中，也影响了评估的有效性。同时，利用相关图表可以在一定的范围内对所要的一些相关数据进行分析、比对，以便得到最为有效的相关评估数值。

8 评估方法对比分析

根据相关图表分析，模糊综合评判、物元理论方法以及集对分析方法都所采取和应用的相关方法。而无缘理论更是克服在模糊评价体系中，所不同的是评估体系。这充分体现了该方法的经济性，这在相关实践中也得到了有效的实践。而相关的本体绝缘状态反映出的相关问题中也具有计算简单、直观的优点。并为变压器的最终绝缘相关评估提供了一种全新的思路，但还是存在较大的缺陷，甚至对于非常有效的诊断方法，一直未能得到相应的应用。而下一步的工作则是对于可拓方法进行较为深入的评估。届时，将会采用更为全新的方法，当然旧的评估方法也会循序，最终被新的评估体系所取代，而一些图标也会随着信评估体系的出现而进行相关的改进，当然也不乏一些数学函数在内，而放电试验检测也会随之亮相。

在各试验数据之间，通常情况下都有两个取值区间。一个被称为经典域，是在基本量要求的范围之内。另一个则被称为节域，也是在质变发生范围所产生的。而在各参量的变化之间，变压器的功能却还能得到正常的发挥，特别是在新投运的220kV 等级的变压器当中所统计和发现的，其绝缘油击穿电压其值也是≤70kV，而在绝缘油击穿电压的经典域及节域，其值分别包括在40至70。同时，关联函数的建立也是在这个区域之间产生。因此，绝缘油的击穿电压其值也是越大越好。而当击穿电压值的范围大于40时，两边也会随之产生质变，同时其关联函数值则最终为0[2]。

最后物元可拓展体系评价当中构造函数是如何被关联的。通过构造适当的关联函数，使得变压器在正常运行范围之内，其变量函数值亦当取正值为宜。最终当量变由于积少成多变为质变之时，关联函数值则取负。通过实例，同时与评估方法比较，并未最终检修结果可进行比较。

综上，在电力变压器的发展及评估过程当中，基于改进物元可拓模型在应急管理和评价方面都在高效地运行之中，而从计算结果和实际结果相比较分析而言，其应急管理能力也在得到逐步的提升，这对于可拓无缘方法也是一项非常有效的应用。