第52卷第10期 2015年5月25日
电测与仪表
Electrical Measurement & Instrumentation
考虑绕组降额运行的变压器可靠性评估
郑焯文，肖先勇
（四川大学电气信息学院，成都610065）
Vol. 52 No. 10 May.25,2015
摘要：电力变压器在电力系统中占据着重要位置，变压器的可靠性模型对电网的设计规划与安全运行都有重要影响。文章从变压器的实际运行状态出发，将变压器所处的实际状态分为正常运行状态、绕组降额运行状态、绕组故障状态、计划停运状态等8种，采用分组马尔可夫过程对变压器可靠性模型进行评估。针对变压器实际统计数据，运用频率和持续时间法，建立变压器综合可靠性模型。仿真结果表明方法可靠有效，能够为运行维护人员提供一定的理论参考。
关键词：马尔可夫；电力变压器；绕组；降额运行；可靠性
中图分类号：TM41
文献标识码：B
文章编号：1001-1390(2015)10-0050-06
Reliabilityassessmentofpowertransformersconsidering
thederatedstateofwinding Zheng Zhuowen, Xiao Xianyong
(School of Electrical Eng.and Info.Technol, Sichuan Uniw,Chengdu 610065,China）
Abstract: The power transformers are very important in the power systems. Reliability modeling of power transformers has a great impact on the design and security of the grid. For a more accurate assessment of the reliability of the power transformers, we consider the derated state of the winding and divide the state of the transformers into 8 aspects inclu-ding the state of normal operation, the derated state of winding, the winding fault and the maintenance outage and so on and use different MarKov state space models to assess the reliability model of the transformers. According to the statistics on reliability indices of power transformers, combining with frequency and duration technique, built the com-prehensive model of the transformers which studied above, The simulation shows that the method is valid and reliable which can provide the operator more theory support.
Keywords:MarKov,powertransformers，winding，derated state，reliability
0引言
电力变压器承担着不同电压等级间电能传送的重要任务，是输配电网络中非常重要的元件设备。电力网络发电侧存在大量变压器用以提高输电电压，进而降低远距离输电成本。在电网配电侧同样存在许多不同类型变压器将电能从输电侧传输到配电侧以满足不同类型用户的需求】。由于变压器造价昂贵且在电力系统中的位置关键，针对变压器结构特性的深入研究显得日趋重要。文献[2]指出，长期以来针对变压器的研究主要集中在变压器状态评估和故障诊断，研究较广，理论较为成熟。但是针对变压器可靠性模型的研究却还处于初级发展阶段，方法和理论都有待进步完善。文献[3]对变压器
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保护进行了可靠性分析并指出变压器例行检查的时间间隔是可以确定的。文献[4]在大量数据收集基础上采用隐性马尔可夫法（HiddenMarKov）来评估变压器的受损恶劣等级。文献[2]提出多状态的马尔可夫状态法评估变压器的稳定工作概率。文献[5] 提出三态马尔可夫法对各状态的概率和频率进行评估计算。以上针对变压器的研究虽然具有一定理论意义和实际价值，但是鲜有研究考虑了变压器绕组降额运行的特殊情况。降额运行是指元件使用中所承受的应力低于其额定值，以达到延缓其参数退化，提高使用可靠性的目的。
马尔可夫是一种基于概率统计的特殊随机过程，主要研究对象为一个系统的运行状态或状态的