基于变权-模糊综合评判法的绝缘状态诊断研究

2017第六届新能源发电系统技术创新大会

中国电工技术学会主办，2017年6月21-24日在河北省张北县举办，大会围绕新能源发展战略、系统关键技术、微电网及储能等重要议题展开交流。浏览会议详情和在线报名参会请长按识别二维码。

文章正文开始

福州大学电气工程与自动化学院的研究人员祝顺才、蔡金锭、王岭，在2017年第4期《电气技术》杂志上撰文，针对目前状态评估中指标权重确定方法，给出了在主、客观指标权重赋权法线性组合基础上，建立了基于均衡函数的变权模式。

油纸绝缘系统属于复杂的系统，进行状态的综合、准确评估需涉及到定量因素和定性因素中的多个指标，利用常权法无法反映指标的本质属性，特别是对于某些指标偏离正常值，由于该指标的权重过小，导致无法合理、准确地给出综合评价结果，失去了最佳检修和维护时机。

最后，通过笔者建立的变权-模糊综合评价法的油纸绝缘状态综合评估体系，以具体变压器为实例进行说明，变权法比常权法更能客观地得出油纸绝缘状态整体变化趋势。随着权重的进一步完善，油纸绝缘综合状态评估体系将更加科学、合理和实用。

电力变压器是电力系统中必不可少的重要设备之一，其运行的安全对于整个电力系统能否稳定、正常运行至关重要[1]，因此，准确地把握变压器复合油纸绝缘状态是保证电力变压器正常工作的前提。

现有的研究主要从RVM和基于ED等效电路的参数所表现出来的老化指标[2-3]。目前，应用在变压器状态评估方法主要为灰色关联、灰色聚类和模糊综合评价等[4-6]，但由于不同状态评估方法的特点，现有的油纸绝缘状态评估还是存在以下两方面不足[7]：

一是反映油纸绝缘状态老化指标还仅仅局限于时域响应法或者基于ED等效电路的参数某一种特性，没有建立起全面性、系统性的综合评价体系；二是状态指标权重的确定是常数，不会因为指标状态量的变化而相应发生改变，缺乏客观性和科学性。

从文献[8-9]可知，温度、湿度、气象条件等这些定性因素也是会影响到油纸绝缘状态诊断的。常用的组合权重法能够在一定程度上利用专家知识经验和实际数据合理地确定各老化指标的权重值[10]，但确定的权重为不变的常数，不会因为老化指标状态量的变化而发生改变，在实际情况中，就不能突出问题的严重程度，评估结果有失客观性和公平[11]。

当电力变压器某个老化指标数值严重偏离允许值，表明了变压器油纸绝缘部分性能已经严重下降，并且不同状态量对油纸绝缘老化反应的灵敏度不同。若仅仅根据常权系数进行绝缘状态老化评估，可能由于该状态量的权重值在整个状态指标体系所占比值不大，特别是对于在指标数量较少时作用更加弱化。

虽然可能此时绝缘状态整体评价与常权基本一致，但已经延误了设备最佳的检修时间，造成不必要的损失。因此常权重系数不能够真实地表现出变压器油纸绝缘运行状态，对于复杂的油纸绝缘系统，进行准确地状态评估选择常权往往不合适。

基于以上不足，笔者从多方面考虑到影响变压器油纸绝缘状态的因素，在充分利用了实测的数据和历史运行记录的情况下，建立了定量与定性相结合的模糊综合评估指标体系；划分5级评语集，利用梯形与三角形相组合的形式[6]，结合相关的规程与要求，确立了各等级的隶属度的界限值；在组合权重赋权法的基础上，利用建立基于均衡函数变权[12]下的油纸绝缘状态模糊综合评价体系。

图1 油纸绝缘状态综合评估体系层次图

结论

1）油纸绝缘属于复杂的系统，其绝缘状态受到众多因素的影响，进行整体的状态评估需考虑如温度、湿度、历史检修记录等定性因素的影响，并且由于相关指标数据与绝缘状态之间的关系模糊性与不确定性，采用模糊综合评价法更加合理；

2）利用变权下综合评估方法更能凸显出相关指标偏离正常值所造成的绝缘状态的整体变化趋势，相比常权更加及时地反映出状态量变化的动态性，更加符合事物的不断变化的本质属性和不断发展的评估模式。

3）基于变权-模糊综合评价法为变压器油纸绝缘状态整体评估提供了一种新的状态评估思路，其指标变权的具体确定还需经过多次实例验证，实际运用在现场评估上有待进一步完善。