一种基于云模型的SF_6高压断路器状态评估方法

作者:刘锦杰;叶波;罗赞琛;刘佳薇;李敏; 刊名:高压电器 上传者:许亚伟

【摘要】针对SF_6高压断路器状态评估指标具有模糊性和随机性的特点,提出一种基于云模型的SF_6高压断路器整体性能模糊综合评估方法。全面建立了包含机械特性、电气特征、开断磨损、绝缘特性和其他特性等5个方面的SF_6高压断路器状态评估递阶层次评估模型,采用层次分析法和熵权法相结合的赋权方法来确定各指标的组合权重,并利用变权公式对其权重进行修正。通过云理论的数字特征处理状态参量的模糊性和随机性,从而建立评估指标状态特征和性能之间的关联。实例分析表明该方法简单易行,可为SF_6高压断路器的状态检修工作提供理论依据。

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o引言高压断路器是电网中重要的电气设备。SF6高压断路器凭借其优良的开断性能已经在500 kV及其以上电压等级的交流电网中获得了广泛的应用。由于SF6髙压断路器的灭弧单元和导电回路通常密封在GIS的金属壳体内部,常规的监测手段和日常巡检难以及时发现其潜在的运行隐患。单凭运行检修人员的主观经验很难从海量的状态监测数据得出有价值的结论,因此寻求科学的5&高压Project Supported by China Southern Power Grid UHV Transmission Companies Nanning Bureau(0103002018070202XM00001).断路器状态评估方法是实现其状态检修的重要前提?。针对高压断路器的状态评估方法的研究比较主流的思路是,建立高压断路器状态评估的递阶层次型指标体系,并采用模糊综合评判法对其进行状态评估。各种评估方法的主要不同之处体现在指标权重的确定和隶属度的衡量方法。文[3]将高压断路器的状态评估指标的模糊性和灰色性相结合,提出了高压断路器的灰色模糊综合评判方法。但是其建立的高压断路器评价模型中将分合闸线圈直流电阻作为机械特性的状态指标有些不太合理。文[4]提出了利用三角模糊数确定指标权重和正态云模型确定指标隶属度的高压断路器模糊综合评判方法。但是其建立的高压断路器的评估模型不够全面,无法对断路器进行准确的状态评估。文[5]建立了断路器的二级模糊评估指标体系,采用模糊综合评价法对其进行状态评估,隶属度函数采用的是降半梯形分布函数。其缺点是采用的隶属度函数对于越大越优型并不适应,且无法反映个别指标的突变行为对断路器整体性能的影响。文[6]针对SF6高压断路器的状态评估,建立了较为完备的递阶评估指标体系,采用模糊综合评价法对其进行状态评估,隶属度函数采用的是抛物线型分段函数。其主要的缺陷在于采用主观赋权法无法获得比较合理的权重分配。文[7]将物元可拓理论用于断路器状态评估中,并结合证据融合理论获得了一种新颖的断路器状态评估思路。但是其计算过程比较复杂。文[8]针对主观权重法赋权的弊病,提出了一种采用实例样本统计法的SF6高压断路器状态评估方法。但是其提出的状态指标评分值计算函数缺乏普遍适用性。针对高压断路器状态评估主观赋权的不足和其状态指标的不确定性,本文提出一种基于梯形云模型的一&高压断路器整体性能模糊综合评估方法。该文全面建立了SF6高压断路器状态评估递阶层次评估模型,运用层次分析法和熵权法相结合的方法综合对各指标的进行赋权,考虑到单一状态指标的突变行为,利用变权公式对其权重进行修正。通过梯形云理论建立评估指标状态特征和性能之间的关联。实际算例分析验证了该评估方法的有效性和可行性。1状态评估指标体系构建SF6高压断路器状态评估是一种涉及多种层次结构、多因素指标的综合评价过程|61。根据国内外针对sf6高压断路器故障诊断分析的研究,可将sf6断路器的障碍类型分为机械故障、电气故障、误动故障、绝缘故障、开断与关合故障、载流故障、外力及其他故障等。其中,机械故障约占故障总量的65%,电气故障约占32%,其他几种类型故障约占3%[61。由此可知,对于反映SF6高压断路器的机械特性和电气特性数据的采集是其故障诊断和状态评估的重要前提条件191。必须说明的是有些状态参数例如灭弧室内SF6的密度、压力和微水含量是可以在线采集的,有些参量例如分/合闸直流电阻需要停电后通过仪器测量的。为此,文中计划研制出一种基于故障录波器原理的SF6高压断路器在线监测装置,它通过故障录波器原理采集断路器的控制回路分合时间、灭弧

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