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摘要 運(yùn)行表明 SF6 氣體分解產(chǎn)物檢測(cè)方法成為了氣體絕緣設(shè)備狀態(tài)檢測(cè)的有效手段,但分解產(chǎn)物與設(shè)備故障關(guān)系及其現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)用參考指標(biāo)等有待深入研究。本文提出了 SF6 氣體分解產(chǎn)物與設(shè)備故障的建模方法和流程,對(duì)開(kāi)斷電弧、局放和異常發(fā)熱下的分解產(chǎn)物實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行了統(tǒng)計(jì)分析,建立了設(shè)備在典型工況下的分解產(chǎn)物概率模型,并通過(guò)現(xiàn)場(chǎng)實(shí)測(cè)驗(yàn)證了建模方法和概率模型的有效性

2015-12-15 09:31:07 · 電工技術(shù)學(xué)報(bào) 閱讀:11201
摘要 運(yùn)行表明 SF6 氣體分解產(chǎn)物檢測(cè)方法成為了氣體絕緣設(shè)備狀態(tài)檢測(cè)的有效手段,但分解產(chǎn)物與設(shè)備故障關(guān)系及其現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)用參考指標(biāo)等有待深入研究。本文提出了 SF6 氣體分解產(chǎn)物與設(shè)備故障的建模方法和流程,對(duì)開(kāi)斷電弧、局放和異常發(fā)熱下的分解產(chǎn)物實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行了統(tǒng)計(jì)分析,建立了設(shè)備在典型工況下的分解產(chǎn)物概率模型,并通過(guò)現(xiàn)場(chǎng)實(shí)測(cè)驗(yàn)證了建模方法和概率模型的有效性

摘要 運(yùn)行表明 SF6 氣體分解產(chǎn)物檢測(cè)方法成為了氣體絕緣設(shè)備狀態(tài)檢測(cè)的有效手段,但分解產(chǎn)物與設(shè)備故障關(guān)系及其現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)用參考指標(biāo)等有待深入研究。本文提出了 SF6 氣體分解產(chǎn)物與設(shè)備故障的建模方法和流程,對(duì)開(kāi)斷電弧、局放和異常發(fā)熱下的分解產(chǎn)物實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行了統(tǒng)計(jì)分析,建立了設(shè)備在典型工況下的分解產(chǎn)物概率模型,并通過(guò)現(xiàn)場(chǎng)實(shí)測(cè)驗(yàn)證了建模方法和概率模型的有效性。利用建立的概率模型,提出了設(shè)備故障概率估計(jì)的貝葉斯構(gòu)想,為運(yùn)行設(shè)備狀態(tài)評(píng)價(jià)提供了有效依據(jù)。

關(guān)鍵詞:氣體絕緣設(shè)備SF6氣體分解產(chǎn)物 概率模型 故障分布 貝葉斯估計(jì)

0 引言

SF6 氣體絕緣設(shè)備在電網(wǎng)中廣泛應(yīng)用,運(yùn)行表明 SF6 氣體分解產(chǎn)物檢測(cè)方法對(duì)該類(lèi)設(shè)備的絕緣沿面、懸浮放電和異常發(fā)熱等典型缺陷具有受干擾小、靈敏度高等優(yōu)勢(shì)[1-8]。該技術(shù)在現(xiàn)場(chǎng)的應(yīng)用仍缺乏參考指標(biāo)和規(guī)則,難以根據(jù)檢測(cè)結(jié)果判斷設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)或故障狀況,亟需開(kāi)展設(shè)備中分解產(chǎn)物與設(shè)備故障關(guān)系的研究。

針對(duì)氣體絕緣設(shè)備中SF6氣體分解產(chǎn)物與設(shè)備故障關(guān)系的研究,大多僅開(kāi)展了局放或發(fā)熱產(chǎn)生的分解產(chǎn)物單一類(lèi)型實(shí)驗(yàn)[9-16],采用模擬實(shí)驗(yàn)裝置,得到設(shè)備狀態(tài)判斷的分解產(chǎn)物參考指標(biāo)與運(yùn)行工況存在偏差[17,18],難以對(duì)運(yùn)行設(shè)備狀態(tài)評(píng)價(jià)提供有效的指導(dǎo)。目前,有關(guān)分解產(chǎn)物與設(shè)備故障的建模研究未見(jiàn)報(bào)道,由此,在實(shí)驗(yàn)基礎(chǔ)上,有必要對(duì)不同工況下的 SF6 氣體分解產(chǎn)物實(shí)驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行建模分析,用合適的統(tǒng)計(jì)分布擬合數(shù)據(jù)和估算參數(shù),以建立分解產(chǎn)物與設(shè)備故障關(guān)系的模型,提出設(shè)備狀態(tài)判斷的參考指標(biāo)。

本文研究SF6 氣體分解產(chǎn)物與設(shè)備故障的建模方法,提出合適的故障分布和參數(shù)估計(jì)相關(guān)性計(jì)算方法,進(jìn)而對(duì)不同工況下的分解產(chǎn)物實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行建模分析,建立分解產(chǎn)物概率模型,得到設(shè)備典型工況的概率分布。在此前提下,提出設(shè)備概率估計(jì)的貝葉斯構(gòu)想,為氣體絕緣設(shè)備狀態(tài)評(píng)價(jià)提供技術(shù)支撐。

1 分解產(chǎn)物與設(shè)備故障建模方法

為便于進(jìn)行設(shè)備狀態(tài)判斷和評(píng)價(jià),需開(kāi)展不同設(shè)備工況下 SF6 氣體分解產(chǎn)物實(shí)驗(yàn)及實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)的建模,提出了分解產(chǎn)物與設(shè)備故障關(guān)系的建模方法,包括故障分布、參數(shù)估計(jì)和相關(guān)性計(jì)算,進(jìn)而選擇不同設(shè)備故障適用的概率分布。

1.1 故障分布

根據(jù)廣泛應(yīng)用的概率分布描述方法,結(jié)合設(shè)備可靠性的理論分析,通常采用威布爾( Weibull)分布、正態(tài)分布或?qū)?shù)正態(tài)分布描述開(kāi)關(guān)設(shè)備故障分布,本文在這三種統(tǒng)計(jì)分布基礎(chǔ)上建立分解產(chǎn)物與設(shè)備故障模型,由實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)確定各分布函數(shù)中的參數(shù)。

用這三種概率分布擬合不同設(shè)備工況下的SF6氣體分解產(chǎn)物實(shí)驗(yàn)和實(shí)測(cè)數(shù)據(jù),可得到不同分布的參數(shù) γ、θ 和 μ、σ。

1.2 參數(shù)估計(jì)

對(duì)實(shí)驗(yàn)結(jié)果符合的概率統(tǒng)計(jì)分布進(jìn)行參數(shù)估計(jì),準(zhǔn)確度取決于樣本大小和參數(shù)估計(jì)方法。本文用極大似然估計(jì)法對(duì)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行參數(shù)估計(jì),極大似然函數(shù) L(θ) 為

式中, θ 為函數(shù)變量,利用變量 l1, l2, l3,…,ln 來(lái)擬合計(jì)算該函數(shù)中的參數(shù)。

1.2.1 Weibull 分布

聯(lián)立式( 1)和式( 9),對(duì)函數(shù)取對(duì)數(shù)后求導(dǎo),得到參數(shù) γ 和 θ 的函數(shù)

求解式( 10),得到 Weibull 分布的參數(shù) γ 和 θ。

1.2.2 正態(tài)和對(duì)數(shù)正態(tài)分布

聯(lián)立求解式( 3)~式( 8)與式( 9),給定參數(shù) μ 和 σ 初始值,由式( 11)、式( 12)遞歸求解得到正態(tài)分布和對(duì)數(shù)正態(tài)分布的參數(shù) μ、 σ。

將參數(shù) γ、 θ 和 μ、 σ 代入各分布函數(shù)中,得到分解產(chǎn)物檢測(cè)數(shù)據(jù)可能符合的統(tǒng)計(jì)分布,進(jìn)而分析其適用的概率分布。

1.3 誤差分析

由于實(shí)驗(yàn)條件受限,實(shí)驗(yàn)結(jié)果與實(shí)際應(yīng)用仍存在差距,需分析實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)與統(tǒng)計(jì)分布的誤差,計(jì)算實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)與分布的相關(guān)性,選擇可信的概率分布。

1.3.1 均值和方差

為彌補(bǔ)樣本有限導(dǎo)致的采樣誤差,用置信區(qū)間量化實(shí)驗(yàn)結(jié)果的不確定性,選取典型值 95%。置信水平 [ ( ), ( )] ν l l ν  對(duì)具有置信區(qū)間過(guò)程性能的概率進(jìn)行描述,該區(qū)間定義為

1.4 建模流程

在上述研究基礎(chǔ)上,提出分解產(chǎn)物與設(shè)備故障關(guān)系的建模方法和流程,包括檢測(cè)數(shù)據(jù)建模和故障概率估計(jì)兩大模塊:建立三種故障分布,對(duì)分解產(chǎn)物檢測(cè)數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)處理后,開(kāi)展概率分布的參數(shù)估計(jì)和誤差分析,得到設(shè)備故障適用的分布模型;用檢測(cè)數(shù)據(jù)進(jìn)行故障分布擬合,提取概率分布和置信區(qū)間,進(jìn)而用 Bayes 方法估計(jì)設(shè)備故障概率(具體分析見(jiàn)第 2 節(jié)),實(shí)現(xiàn)運(yùn)行設(shè)備故障概率估計(jì)及壽命預(yù)測(cè)的構(gòu)想。

圖 1 給出了分解產(chǎn)物與設(shè)備故障關(guān)系的建模流程,利用該方法對(duì)不同設(shè)備工況下的分解產(chǎn)物實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行建模,預(yù)測(cè)設(shè)備發(fā)生故障的概率。

2 分解產(chǎn)物實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的建模分析

利用建立的分解產(chǎn)物與設(shè)備故障建模方法和流程,對(duì)開(kāi)斷電弧、局放和異常發(fā)熱實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)[20]進(jìn)行建模,擬合出不同設(shè)備工況下的分解產(chǎn)物概率分布和置信區(qū)間,為預(yù)測(cè)設(shè)備故障概率提供參考。

2.1 分解產(chǎn)物檢測(cè)方法

采用電化學(xué)傳感器法、氣相色譜法和氣體檢測(cè)管法對(duì) 3 種實(shí)驗(yàn)產(chǎn)生的 SF6 氣體分解產(chǎn)物進(jìn)行檢測(cè)。

2.1.1 電化學(xué)傳感器法

電化學(xué)傳感器技術(shù)利用被測(cè)氣體在高溫催化劑作用下發(fā)生的化學(xué)反應(yīng), 改變傳感器輸出的電信號(hào),從而確定被測(cè)氣體成分及其含量。電化學(xué)傳感器具有較好的選擇性和靈敏度,可檢測(cè)出 SF6 氣體中SO2、 H2S 和 CO 組分,被廣泛應(yīng)用于設(shè)備中 SF6 氣體分解產(chǎn)物的現(xiàn)場(chǎng)檢測(cè)。

2.1.2 氣相色譜法

氣相色譜儀選用熱導(dǎo)檢測(cè)器( TCD)、火焰光度檢測(cè)器( FPD)和氦離子化檢測(cè)器( HID),針對(duì)氣體樣品中的硫化物、含鹵素化合物和電負(fù)性化合物等物質(zhì)響應(yīng)靈敏,檢測(cè)準(zhǔn)確度較高。可檢測(cè)出 SF6氣體中 SO2、 H2S、 SOF2、 SO2F2 和 CO、 CF4、 C2F6等,是主要的實(shí)驗(yàn)室檢測(cè)手段。

2.1.3 氣體檢測(cè)管法

應(yīng)用化學(xué)反應(yīng)與物理吸附效應(yīng)的干式微量氣體分析法即“化學(xué)氣體色層分離(析)法”,檢測(cè)管可用來(lái)檢測(cè) SF6 氣體分解產(chǎn)物中 SO2、 HF、 H2S、 CO、CO2 和礦物油等雜質(zhì)的含量。氣體檢測(cè)管的檢測(cè)精度較低,受環(huán)境因素影響較大,主要用于 SF6 氣體分解產(chǎn)物含量的粗測(cè)。

2.2 模型參數(shù)計(jì)算

在開(kāi)斷電弧和發(fā)熱實(shí)驗(yàn)中,檢測(cè)到的分解產(chǎn)物特征組分為 SO2 和 H2S,局放實(shí)驗(yàn)的分解產(chǎn)物特征組分為 SOF2 和 S2OF10。采用類(lèi)似于油色譜分析用比值法,本文用不同實(shí)驗(yàn)下的特征組分含量比值為特征參量進(jìn)行數(shù)據(jù)建模。

用本文提出的 Weibull、正態(tài)和對(duì)數(shù)正態(tài)分布擬合實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)特征參量,進(jìn)行參數(shù)估計(jì)和誤差分析,選擇各實(shí)驗(yàn)類(lèi)型適用的概率分布。表 1~表 3 給出了三類(lèi)實(shí)驗(yàn)在不同分布下的模型參數(shù),根據(jù)χ 2 值與 1的接近程度,表明開(kāi)斷電弧、局放和發(fā)熱分別適用于對(duì)數(shù)正態(tài)、 Weibull 和正態(tài)分布。

2.3 實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)建模

2.3.1 開(kāi)斷電弧實(shí)驗(yàn)

由模型參數(shù)計(jì)算結(jié)果可知,開(kāi)斷電弧實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)滿足對(duì)數(shù)正態(tài)分布,利用式( 6)~式( 8),得到該類(lèi)實(shí)驗(yàn)下的概率分布和置信區(qū)間,如圖 2 所示,圖中實(shí)線為概率分布曲線,圖 2a 為開(kāi)斷電弧實(shí)驗(yàn)的概率分布與實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的對(duì)比, “×”點(diǎn)代表實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù),圖 2b 中虛線為置信區(qū)間的包絡(luò)線。

根據(jù)圖 1 中的建模結(jié)果,發(fā)現(xiàn)開(kāi)斷電弧的特征參量( SO2/H2S 含量比值)主要分布于 1~6。以電弧能量 10kJ 區(qū)分該實(shí)驗(yàn),分為高能量電弧(>10kJ)和低能量電弧(≤10kJ)實(shí)驗(yàn),都滿足 Weibull 分布。對(duì)這兩種實(shí)驗(yàn)的數(shù)據(jù)分別進(jìn)行建模,兩種情形下的概率分布如圖 3 所示。可見(jiàn),高能量電弧下的特征參量范圍為 1~2,低能量電弧形成的特征參量主要為 2~6,能用于初步界定電弧能量范圍。

2.3.2 局放實(shí)驗(yàn)

根據(jù) 1.1 節(jié),局放實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)符合 Weibull 分布,特征參量為 SOF2/S2OF10 含量比值,由式( 1)、式( 2)得到其概率分布和置信區(qū)間如圖 4 所示,圖中的標(biāo)注與圖 1 一致。

圖 4 中,局放實(shí)驗(yàn)的特征參量為 5~24,因局放產(chǎn)生的 SOF2 和 S2OF10 不穩(wěn)定,使得特征參量范圍較寬。同時(shí)開(kāi)展了吸附劑對(duì)局放產(chǎn)生的分解產(chǎn)物的影響實(shí)驗(yàn),有吸附劑局放和無(wú)吸附劑實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)均滿足正態(tài)分布,建模結(jié)果如圖 5 所示。

分析圖 5 中的結(jié)果,表明在有吸附劑情形下,消除了水分的影響,局放形成的特征參量較穩(wěn)定,為 15 左右,無(wú)吸附劑局放的特征參量為 5~24。

2.3.3 異常發(fā)熱實(shí)驗(yàn)

用正態(tài)分布擬合異常發(fā)熱實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù),建模得到的概率分布和置信區(qū)間如圖 6 所示,圖中的標(biāo)注與圖 1 一致。該實(shí)驗(yàn)選用的特征參量與開(kāi)斷電弧實(shí)驗(yàn)的特征參量相同,均為 SO2/H2S 含量比值,分布于7~24。比較圖 2 與圖 6,發(fā)現(xiàn)與開(kāi)斷電弧實(shí)驗(yàn)不同,異常發(fā)熱實(shí)驗(yàn)的特征參量的值增大,范圍較寬。

在該類(lèi)實(shí)驗(yàn)中,同樣分析了吸附劑的影響,有吸附劑發(fā)熱實(shí)驗(yàn)滿足正態(tài)分布,無(wú)吸附劑過(guò)熱實(shí)驗(yàn)符合對(duì)數(shù)正態(tài)分布,建模結(jié)果見(jiàn)圖 7,可看出兩種實(shí)驗(yàn)的概率分布區(qū)別較小,表明吸附劑對(duì)發(fā)熱實(shí)驗(yàn)的影響較小。

2.3.4 建模結(jié)果分析

利用本文提出的分解產(chǎn)物與設(shè)備故障建模方法,建立了開(kāi)斷電弧、局放和異常發(fā)熱實(shí)驗(yàn)的分解產(chǎn)物概率模型。根據(jù)圖 2、圖 4 和圖 6 的建模結(jié)果,可知開(kāi)斷電弧和異常發(fā)熱選取的特征參量相同,但兩種實(shí)驗(yàn)情形下的參量范圍沒(méi)有交疊,電弧的取值為

1~6,發(fā)熱的取值為 7~24;局放實(shí)驗(yàn)選取的特征參量與上兩種實(shí)驗(yàn)的特征參量不同,取值為 5~24。

上述分析表明,三類(lèi)實(shí)驗(yàn)的分解產(chǎn)物概率模型對(duì)應(yīng)的特征參量及其取值有較嚴(yán)格的區(qū)分,有利于設(shè)備狀態(tài)判斷,可見(jiàn)本文提出的建模方法和流程是可行的。

2.4 模型驗(yàn)證及應(yīng)用案例

為進(jìn)一步驗(yàn)證本文建立的概率模型的可行性和有效性,用典型實(shí)驗(yàn)條件下的分解產(chǎn)物檢測(cè)結(jié)果代入相應(yīng)的概率模型進(jìn)行驗(yàn)算,應(yīng)用建立的模型指導(dǎo)分解產(chǎn)物現(xiàn)場(chǎng)實(shí)測(cè)[ 21],預(yù)判設(shè)備內(nèi)部狀態(tài)。

2.4.1 實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)

本文以典型的開(kāi)斷電弧實(shí)驗(yàn)為例對(duì)建模方法進(jìn)行驗(yàn)證,開(kāi)斷實(shí)驗(yàn)電流為 8.44kA,產(chǎn)生的電弧能量為 3.13kJ,實(shí)驗(yàn)中檢測(cè)到的 SO2/H2S 含量比值隨檢測(cè)時(shí)間的變化如圖 8 所示。圖中的 SO2/H2S 含量比值為 2.5~5.8, 在圖 2a 中的故障概率為 60%~90%,不滿足異常發(fā)熱實(shí)驗(yàn)的概率模型。

2.4.2 現(xiàn)場(chǎng)實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)

某 110kV 變電站發(fā)生線路故障,造成 110kVⅡ母遭受短路電流沖擊,對(duì)Ⅱ母母線氣室、 1102 母線隔離開(kāi)關(guān)氣室和出線斷路器氣室進(jìn)行了 SF6 氣體分解產(chǎn)物檢測(cè),發(fā)現(xiàn)這 3 個(gè)氣室均有分解產(chǎn)物。其中母線氣室出現(xiàn)過(guò)故障, 出線斷路器開(kāi)斷過(guò)短路電流,隔離開(kāi)關(guān)氣室的檢測(cè)結(jié)果為: SO2 為 29μL/L, H2S為 4μL/L, CO 為 36μL/L, SO2/H2S 含量比值為 7.25,符合圖 6a 中的概率分布, 由發(fā)熱實(shí)驗(yàn)的概率模型初步判斷為絕緣受熱缺陷。

對(duì) 1102 母線隔離開(kāi)關(guān)氣室進(jìn)行了解體檢查, 如圖 9a 所示,該氣室的盆式絕緣子(近隔離開(kāi)關(guān)側(cè))、盆式絕緣子連接導(dǎo)體梅花觸指有局部的異常受熱現(xiàn)象。將該設(shè)備進(jìn)行返廠,進(jìn)行了局放和耐壓實(shí)驗(yàn),如圖 9b 所示, 實(shí)驗(yàn)后的盆式絕緣子出現(xiàn)了明顯樹(shù)枝狀放電痕跡,絕緣性能出現(xiàn)劣化跡象。

由上可知,設(shè)備解體檢查和返廠實(shí)驗(yàn)的結(jié)果均表明設(shè)備出現(xiàn)了絕緣異常受熱的潛伏性缺陷,利用模型成功預(yù)判了該缺陷,驗(yàn)證了本文的建模方法和概率模型的有效性。

3 設(shè)備故障概率估計(jì)的貝葉斯構(gòu)想

在圖 1 的分解產(chǎn)物與設(shè)備故障建模流程中,提出了利用實(shí)驗(yàn)建立的概率模型進(jìn)行設(shè)備故障概率估計(jì)的構(gòu)想,本文應(yīng)用貝葉斯( Bayes)方法進(jìn)行基于分解產(chǎn)物的設(shè)備故障概率估計(jì)。

Bayes 理論提供了一種計(jì)算假設(shè)概率的方法,基于假設(shè)的先驗(yàn)概率和給定假設(shè),推測(cè)不同數(shù)據(jù)的概率[22]。由于設(shè)備故障是小概率事件,用于設(shè)備概率模型的參數(shù)估計(jì)的經(jīng)驗(yàn)數(shù)據(jù)較少,由此 Bayes 方法成為參數(shù)估計(jì)中綜合大量信息的分析手段。

本文提出的 Bayes 估計(jì)設(shè)備故障概率構(gòu)想為:先用實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)或設(shè)備運(yùn)行的歷史數(shù)據(jù)建立設(shè)備故障的分解產(chǎn)物概率模型,跟蹤檢測(cè)設(shè)備運(yùn)行中產(chǎn)生的分解產(chǎn)物,由 Bayes 技術(shù)更新概率模型的參數(shù),使模型較好地符合設(shè)備運(yùn)行工況。可見(jiàn),應(yīng)用 Bayes方法,基于設(shè)備狀態(tài)檢測(cè),可持續(xù)更新設(shè)備的故障分布和故障概率估計(jì)。

圖 10 為 Bayes 構(gòu)想的分析框圖, 對(duì)數(shù)據(jù)缺失造成的參數(shù)不確定性用包含未知分布參數(shù)的概率分布進(jìn)行解釋?zhuān)蓪⑽粗獏?shù)分布的特征參數(shù)作為隨機(jī)變量。基于實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)建立的故障分布式(式( 1)~式( 8)),結(jié)合運(yùn)行設(shè)備的狀態(tài)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù),用貝葉斯分析法更新原分布中的參數(shù),如β,獲得設(shè)備在運(yùn)行工況下的故障分布函數(shù), 進(jìn)而對(duì)設(shè)備故障概率等進(jìn)行預(yù)估。

貝葉斯估計(jì)法為基于SF6 氣體分解產(chǎn)物的設(shè)備故障概率估計(jì)提供新的手段,隨著實(shí)驗(yàn)和現(xiàn)場(chǎng)檢測(cè)數(shù)據(jù)形成的樣本增加,先驗(yàn)概率模型準(zhǔn)確度提高,可實(shí)現(xiàn)有效預(yù)估設(shè)備故障概率。

4 結(jié)論

( 1)提出了SF6 氣體分解產(chǎn)物與設(shè)備故障的建模方法和流程,包括概率分布、參數(shù)估計(jì)和誤差分析方法,應(yīng)選取χ 2 值最接近 1 的概率分布作為設(shè)備工況的概率模型。

( 2)選用實(shí)驗(yàn)中的特征組分含量比值為特征參量 , 開(kāi)斷電弧和異常發(fā)熱實(shí)驗(yàn)的特征參量均為SO2/H2S 含量比值, 異常發(fā)熱實(shí) 驗(yàn)的 特征參量為SOF2/S2OF10 含量比值,三類(lèi)實(shí)驗(yàn)分別滿足對(duì)數(shù)正態(tài)、正態(tài)和 Weibull 分布。

( 3)建立了電弧、局放和發(fā)熱實(shí)驗(yàn)的分解產(chǎn)物概率模型,得到了其概率分布及置信區(qū)間,并通過(guò)實(shí)驗(yàn)和實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)對(duì)模型進(jìn)行了校核,驗(yàn)證了建模方法和概率模型的有效性。

( 4)利用建立的 SF6 氣體分解產(chǎn)物與設(shè)備故障關(guān)系的概率模型,結(jié)合設(shè)備狀態(tài)檢測(cè)數(shù)據(jù),提出了Bayes 更新模型參數(shù)并修正模型,進(jìn)而估計(jì)設(shè)備故障概率的方法。

( 5)由于實(shí)驗(yàn)條件受限,本文建模采用的樣本數(shù)較少,而且因?qū)嶒?yàn)數(shù)據(jù)的分散性和檢測(cè)手段的缺乏,使得建立的分解產(chǎn)物概率模型存在一定的局限性。需結(jié)合設(shè)備運(yùn)行工況增加實(shí)驗(yàn)情形和次數(shù),提高檢測(cè)技術(shù)確保檢測(cè)結(jié)果準(zhǔn)確度等,以完善模型,加強(qiáng)對(duì)設(shè)備狀態(tài)判斷的指導(dǎo)。

致謝:本文的工作得到了國(guó)家電網(wǎng)公司科技項(xiàng)目 “ GIS 氣體絕緣金屬封閉開(kāi)關(guān)設(shè)備綜合狀態(tài)評(píng)價(jià)”和“氣體絕緣開(kāi)關(guān)設(shè)備內(nèi)部絕緣件缺陷診斷和混合氣體分解產(chǎn)物檢測(cè)技術(shù)研究”的資助,感謝項(xiàng)目組相關(guān)單位的辛勤工作和大力支持,謹(jǐn)此致謝!

原標(biāo)題:氣體絕緣設(shè)備中 SF6 氣體分解產(chǎn)物與設(shè)備故障關(guān)系的建模

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