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一种变压器油中溶解气体故障诊断方法

文档名称:一种变压器油中溶解气体故障诊断方法
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上传者:zbhemail
添加时间:2019/05/05
内容摘要:
第33卷第9期
华电技术
Vol 33 No9
2011年9月
Huadian Technology
Sep 2011
一种变压器油中溶解气体故障诊断方法
柳大海,韩冬,张航',张聪,王振岳
(1.许继电气股份有限公司,河南许昌4610002.漯河供电公司,河南漯河462000
摘要:为了提高变压器油中溶解特征气体的分析诊断准确度,结合模糊理论和改进遗传算法对改良IEC三比值分析法
气体比值边界和故障编码进行模糊处理,通过模糊推理得到故障诊断结果,大幅度降低其他于扰气体对诊断结果的影
响,从而提高变压器油中溶解气体色谱分析的准确度和精度,提高变压器绝缘油的运行可靠性。
关键词:变压器;IEC三比值法;模糊理论;遗传算法
中图分类号:'TM411
文献标志码:B
文章编号:1674-1951(12011)09-0067-02
1改良IEC三比值法的使用现状
烷,在低温过热时,产生的气体主要是甲烷,所以,直
接采用改良IEC三比值法将会产生错误的诊断结果。
采用油中溶解气体分析法对油浸式电力设备的
故障诊断是十分有效的。目前,利用色谱分析的数
2新诊断方法的原理及实现方式
据来判断油浸式电力设备故障的方法有许多,如罗
本文需要解决的核心问题是:基于油中溶解气
杰斯法、特征气体法、三比值法等。IEC三比值法是体常用的改良IEC三比值法,联合模糊理论和改进
根据 ANS/IEEE C57.104-1991《油浸式变压器产遗传算法模糊处理气体比值边界和故障编码,通过
生气体的描述指南》进行编码的油中气体分析方模糊推理得到故障诊断结果,提高其故障判断准确
法,也是目前应用最广泛的油浸式电力设备状态检度和精度,以确保变压器绝缘油的运行可靠性。
测方法。它利用变压器油中的H2,CH4,C2H6,
技术方案做如下考虑:如果只是在改良IEC
C2H4,C2H25种特征气体含量的比值以及CO,CO2比值法的基础上做数值区间上的规划和细分,使数
气体的含量来判断油浸式电力设备的故障状态。由值更好地对应所示故障,不可能达到改良的目的
于IFC三比值法编码不全,导致故障判断精度不高,因为没有考虑变压器油纸局部放电、油裂解、低温过
因此,目前大多采用编码数目多的改良IEC三比值热等情况下产生的气体对比值的影响,仅仅是在算
法进行油色谱分析。
法上的一种改进,因此,故障诊断准确度在数据采集
在实际故障诊断过程中发现,因改良IEC三比之初就受到限制。本文论述的对改良IEC三比值法
值法编码的边界条件过于绝对化而降低了故障诊断的优化是结合模糊理论和改进遗传算法对改良IEC
准确度,特别是在多种故障同时发生的情况下,过于三比值法气体比值边界和故障编码进行模糊处理,
绝对的边界条件对诊断准确度影响更大。究其原通过模糊推理得到故障诊断结果,从而最大限度地
因,主要是因为改良IEC三比值法的诊断依据是根发挥改良IEC三比值法诊断的准确度,改良IEC三
据5种故障特征气体的比值以及对应的编码规则得比值法的编码规则见表1。
出相应的编码,然后与改良三比值法相关表格对照,
优化实现方式如下:
寻找相应的编码以确定故障类型。该方法要求严格
(1)选择测试样本。根据经验选择模糊隶属度
按照准确数值进行编码值的判定,但由于故障严重函数所需参数,利用输入参数的模糊隶属度函数得
程度是个渐进过程以及测量误差带来一些影响,容到测试样本的模糊编码,通过模糊理论求解函数
易引起编码值的判断失误。举例来说,按照改良“ evalfis"并应用编码规则和输出参数的模糊隶属度
IEC三比值法编码规则表,当0.1≤o(CH,)/o函数获取故障类型编码。
(H12<1.0)时,编码值为0,(CH4)/uo(H2)≥1.0
1)将模糊逻辑应用于改善改良IEC三比值法
时,编码值为2,那么如果(CH4)/(CH2)=1.01,的边界条件,即利用模糊隶属度函数来模糊其边界
按照规则,编码值应该为2。我们知道,在油纸绝缘条件;
中存在局部放电时,油裂解产生的气体主要是氢和甲
2)对输人、输出数据分别采用不同的模糊隶
属度函数进行边界模糊化处理;
收稿日期:2011-03-28
3)采用i-then的模糊逻辑推理方法,将改良
68
华电技术
第33卷
表1改良IEC三比值法的编码规则
等遗传参数。具体的策略如下
w(C2H2)
CH
( C2H
①选择群体大小n=10;
w(Co H4)2 w(H2) "2 w( CAH)
诊断结果
②选择算法采用轮盘赌方法;
00
③交叉算法采用多点交叉方法,交叉概率po。=
1<0.10.1≤x2<1.0x3<1.0
正常
%
0.1≤x2<1.01.0≤x3<3.0
④变异算法采用二进制变异,初始变异概率
低温过热<150℃
pm=10%,如果(x)连续3次的差别小于1%,则增
大变异概率,每次增大5%,直至增大到30%;反之,
低温过热150~300℃
如果∫(x)连续3次的差别大于10%,则减小变异概
1<0.1
x2=1.01.0≤x3<3.0
率,每次减小5%,直至减小到5%。
中温过热300~700℃
4)预设5组、随机产生5组群体,组合生成初
012or002or022
始群体p;在预设的5组群体中,解码后用于改良
高温过热>700℃
IEC三比值法的最大故障识别准确度为79.8%;
<0
)计算群体中个体位串解码后的适应值
局部放电
f(x)
100or101or102
6)按照遗传策略,运用选择、交又和变异算子
0.1≤x1<3.0x2<1.0
110or111or112
电弧放电
作用于群体,形成下一代群体
7)判断∫(x)是否满足算法结東条件,或者已
120or121or122
0.1≤x1<3.0x2=1.0
电弧放电兼放电
完成预定迭代次数,满足即结束算法;不满足则转
6)继续运行
200or20lor202
x≥3.0为<1.0*o210o211o02123新诊断方法的优越性
火花放电
220or2210r222
IEC三比值法作为一种变压器油中溶解特征气
x2≥1
火花放电兼过热
体的分析方法,在油浸电力设备故障检测领域的作
用是巨大的。在变压器油故障检测领域,联合模糊
注:*表示比值在该故障类型识别中不重要。
IEC三比值法对应的26种故障编码类型转换成26
理论和改进遗传算法对改良EC三比值分析法进行
条if-then规则;
优化,形成了新诊断方法,其优越性主要体现在:
4)利用输人参数的模糊隶属度函数,得到测
(1)采用模糊理论对改良IEC三比值法的边界
试样本的模糊編码,通过模楠理论求解函数条件进行了模糊化处理,解决了改良IEC三比值法
因编码边界条件过于绝对而故障诊断准确率不高的
5)应用编码规则和输出参数的模糊隶属度函问题,对改良EC三比值法诊断准确率的提高有
数获得故障类型编码。
定的作用。
)采用自适应调
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