基于能量加权的变压器放电故障严重程度诊断方法
【技术领域】
[0001] 本发明设及一种利用油中溶解气体技术诊断变压器内部放电缺陷严重程度的方 法，尤其是一种基于能量加权的变压器放电故障严重程度诊断方法，属于变电设备故障诊 断技术领域。
【背景技术】
[0002] 电力变压器是是能量转换和传输的核屯、，是电力系统的枢纽型性设备，一旦发生 故障，将会造成重大的经济损失。其中，变压器的放电性故障是导致绝缘击穿的主要原因， 因此及时诊断变压器放电故障及其严重程度对电力系统的安全运行具有重要意义。油中溶 解气体分析法(Dissolved Gas Analysis, DGA)由于可W连续监视变压器的运行状态，对 判断慢性局部潜在性缺陷十分有效，并提供有价值的信息进行状态评估和预测，国内在 1997年颁布执行的电力设备预试规程中，把变压器油中溶解气体分析置于首要位置。
[0003] 目前用来诊断放电故障严重程度的DGA方法有比值法和特征气体法W及近些年发 展起来的神经网络法。对于比值类诊断方法，如经典的lEC^比值法，将放电故障类型分为 四类：低能量的局部放电（Partial discharges of low energy)、高能量的局部放电 (Partial discharges of high energy)、低會長方义电(Discharges of low energy)和高會長 放电（Discharges of high energy),其放电的类型划分的依据即为能量的高低。放电故障 的严重程度与放电能量有着密切关系。该方法利用气体含量的比值将故障进行分类，但未 能体现故障气体所蕴含的能量信息。特征气体法通过故障气体的含量和产气速率对变压器 进行状态评估。例如，I邸E57.104-2008标准根据肥、CH4、C2H2、C2H4、C2H6和C0的气体含量 W及可燃性气体总含量（Total Dissolved CombusUble Gases，TD(X)将变压器的运行状 况分为了四级，并给出了相应每一级的维修策略。但运类方法依然忽略了生成不同气体的 能量差异，例如，生成相同体积C2肥所需的能量是CH4的屯倍之多。
[0004] 在热动力学中，洽化)是一个基础的能量参数，通过计算洽变可W反映该化学反应 进行所需要的能量。由标准状态下最稳定单质生成标准状态下Imol的化合物的热效应或洽 变，称为该化合物的标准生成洽，W符号ΔΗ?·表示。各种物理化学手册中给出的生成洽是在 溫度为298.15即寸生成Imol化合物的标准生成洽，叫做标准摩尔生成洽。化学反应的洽变值 的计算方法为：
(1) 其中，ΔΗ^ produEts指的是生成物的标准生成洽，Atfreastants指的是反应物的标准生成 洽，两者之差便是该化学反应的洽变，即Atf reattinn。
[0005] 变压器放电故障的严重程度与放电能量有着密切关系，可W从能量的角度去表征 其严重程度。但是，现有DGA方法未能充分利用故障气体中所蕴含的能量信息来表征放电的 严重程度。
【发明内容】
[0006] 本发明要解决的技术问题是提供一种基于能量加权的变压器放电故障严重程度 诊断方法，通过计算变压器油的裂解过程中各种特征故障气体出、CH4、C她、C2H4X2也和C0的 生成能量，诊断变压器放电故障严重程度。
[0007] 本发明所采取的技术方案是： 1、一种基于能量加权的变压器放电故障严重程度诊断方法：由W下具体步骤组成： 步骤1:建立C2地42的裂解模型：C2讯42裂解产生CH4、C2也、C2H4X2出、此，W及变压器绝缘 纸板的单体葡萄糖分解生成C0的化学反应方程式如下： C20H42CH4+C1 姐 38 (1) C20H42C2 也+Cl 抽 36 (2) C2 曲 42C 孤+。抽 38 (3) C20H42C2 此+出+Cl 抽38 (4) C2曲4抽2+C2地40 巧） 1/6C6 化 2〇6CO+出 (6) 步骤2:将观测时间段划分为一个W上周期，再将各周期划分为一个W上观测周期;连 续监测各观测周期变压器的色谱数据，计算各观测周期放电严重程度的特征量化TDGG，诊断 变压器放电故障严重程度，具体步骤为： 1)观测当前观测周期的特征故障气体CH4、C2H6、C2H4、C2出、出和C0的浓度C ( CH4)、C (C2H6)、C(C2H4)、C(C2此）、C 化2)、C(C0)，计算洽变值ΔΗ日reaction(CH4)、ΔΗ日reaction(C2H6)、Δ Η react ion( C2H4)、ΔΗ reaction (〔2出）、ΔΗ reaction(出）、ΔΗ reaction (CO); 2 ) W邸4的洽变值ΔH^^reacti。n ( C2H4 )为基准，计算当前观测周期的CH4、仿此、C2H4、仿此、出 和C0的相对洽变值；Γ?、Γ2、Γ3、Γ4、η、Γ6; 3) 计算当前观测周期的放电严重程度特征量Wetdc。 WETDCG=r i*c (CH4) +r 2*c (C2H6) +r 3*c (C2H4) +n*c (C2H2) +r5*c (H2) +re*c (CO) (7) 4) 由代表当前观测周期的开始和结束时的放电严重程度特征量化TDCG的归一值CCl和 CC2,表示时间间隔At计算当前观测周期的放电严重程度特征量Wetdcg的增长速率V; 5) 诊断变压器放电故障严重程度:如果当前周期的放电严重程度特征量化TDCG的增长 速率V大于第一周期的放电严重程度特征量Wetdcg的增长速率V的5倍，诊断为变压器放电故 障严重，需要对变压器停运检修。
[0008] 采用上述技术方案所产生的有益效果在于： 本发明法基于变压器放电故障严重程度与放电能量之间的良好对应关系，利用产生故 障的气体生成能量评估的故障严重程度，直接故障能量因而更加准确。
【附图说明】
[0009] 图1是本发明的各观测周期的放电严重程度的特征量WETDce归一值趋势发展图。
【具体实施方式】
[0010] 下面结合附图和【具体实施方式】对本发明作进一步详细的说明。
[0011] 实施例1: 1、一种基于能量加权的变压器放电故障严重程度诊断方法，其特征在于：由W下具体 步骤组成： 步骤1:建立C2地42的裂解模型：C2讯42裂解产生CH4、C2也、C2H4X2出、此，W及变压器绝缘 纸板的单体葡萄糖分解生成C0的化学反应方程式如下： C20H42CH4+C1 姐 38 (1) C20H42C2 也+Cl 抽 36 (2) C2 曲 42C 孤+。抽 38 (3) C20H42C2 此+出+Cl 抽38 (4) C2曲4抽2+C2地40 巧） 1/6C6 化 2〇6CO+出 (6) 步骤2:将观测时间段划分为一个W上周期，再将各周期划分为一个W上观测周期;连 续监测各观测周期变压器的色谱数据，计算各观测周期放电严重程度的特征量化TDGG，诊断 变压器放电故障严重程度，具体步骤为： 1)观测当前观测周期的特征故障气体CH4、C2H6、C2H4、C2出、出和CO的浓度C ( CH4)、C (C2H6)、C(C2H4)、C(C2此）、C 化2)、C(CO