基于數據挖掘的變壓器家族性缺陷的預警方法
【技術領域】
[0001] 本發明屬于電力變壓器狀態評估技術領域，具體涉及一種基于數據挖掘的變壓器 家族性缺陷的預警方法。
【背景技術】
[0002] 電氣設備的可靠性直接影響電力系統的安全運行。部分電氣設備由于設計、材質、 制作工藝等因素存在家族性缺陷，導致投運后故障率明顯偏高。傳統的電氣設備家族性缺 陷診斷主要由專家主觀確定，缺乏定量標準，且反映不夠及時。隨著，電力公司一體化數據 平臺的建立，相關的廠家、型號、批次等電氣設備管理信息和設備故障等運行信息實現了關 聯，為基于數據挖掘識別家族性缺陷提供了技術支撐。
[0003] 變壓器是電力系統的樞紐設備，由本體、套管、冷卻器系統、非電量保護、分接開關 等部件構成，由于變壓器涉及的零部件較多，其出現家族性缺陷的概率較高，是重點監測的 對象。據統計，110kV及以上的變壓器，77. 3%的變壓器故障是廠商制造原因引起的。目前， 針對變壓器家族的性缺陷識別，傳統識別方法普遍基于靜態數據，未考慮每年變壓器的新 裝和退出運行，影響性缺陷識別的準確性。
[0004] 目前，江蘇省電力公司在全國率先構建了一體化數據平臺，在安全III區建立了 數據倉庫，將全省配電管理系統、設備管理系統、配電自動化系統等系統信息統一匯集于數 據倉庫，為跨系統的應用開發提供了統一的平臺支撐，為變壓器家族性缺陷的研究提供數 據支撐。

【發明內容】

[0005] 本發明所解決的技術問題是克服傳統識別方法普遍基于靜態數據，未考慮每年變 壓器的新裝和退出運行，影響性缺陷識別的準確性的問題。本發明的基于數據挖掘的變壓 器家族性缺陷的預警方法，基于電力公司一體化數據平臺，通過數據挖掘獲得變壓器廠家、 型號設備管理信息和設備缺陷信息，分析了變壓器家族性缺陷表征，可作為變壓器招標采 購的一個依據，并合理調配變壓器運行，在可能的情況下，適度降低預警變壓器負荷率，盡 快安排預警變壓器的檢修，具有良好的應用前景。
[0006] 為了解決達到上述目的，本發明所采用的技術方案是：
[0007] -種基于數據挖掘的變壓器家族性缺陷的預警方法，其特征在于：包括以下步驟，
[0008] 步驟（1)，從數據庫服務器中讀入變壓器家族性缺陷判斷的相關信息，包括變壓器 的廠商、型號、運行年限以及變壓器缺陷；
[0009] 步驟（2)，根據運行年限、電壓等級、部件，統計變壓器的平均缺陷率α，計算對應 廠商型號的變壓器年平均缺陷率β，將對應廠商型號的變壓器年平均缺陷率β與對應的 變壓器平均缺陷率α比較，計算得到比較系數k;
[0010] 步驟（3)，計算變壓器的缺陷集中度指標ri，修正比較系數k，獲取修正比較系數 ki；
[0011] 步驟（4)，根據修正比較系數ki，計算判斷家族性缺陷的可信度，確定變壓器家族 性風險等級；
[0012] 步驟（5)，將步驟（4)確定的變壓器家族性風險等級，推送各電力部門的采購部 分，抽取出正運行在高風險年限的家族性缺陷的變壓器，提供給電力維修部門，提高變壓器 的可靠性。
[0013] 前述的基于數據挖掘的變壓器家族性缺陷的預警方法，其特征在于：根據公式 (1)，計算得到比較系數k，
[0014] (1)。
[0015] 前述的基于數據挖掘的變壓器家族性缺陷的預警方法，其特征在于：步驟（3)計 算變壓器的缺陷集中度指標η，修正比較系數k，獲取修正比較系數h，包括以下步驟，
[0016] (1)，統計該型號的變壓器N個缺陷發生于Μ臺設備上，其中，N彡M，根據公式（2)， 得到變壓器的缺陷集中度指標η，
[0017] n=N/M
[0018] (2)
[0019] 其中，缺陷集中度指標η的最低為1，集中度越高表示家族性缺陷的判斷偏差越 大；
[0020](2)，采用修正系數對比較系數k進行修正，修正系數為％/$\將變壓器比較系數k 除以修正系數，修正比較系數k1;
[0021] (3)，若修正比較系數4超過閾值，則判斷為變壓器存在家族性缺陷。
[0022]前述的基于數據挖掘的變壓器家族性缺陷的預警方法，其特征在于：步驟（4)，根 據修正比較系數h，計算判斷家族性缺陷的可信度，確定變壓器家族性風險等級，同型號變 壓器臺數越多，年缺陷率越平穩，判斷結果可信度越高，具體包括以下步驟，
[0023] (1)設ΧρX2，…，Xn分為同型號中η臺變壓器的年缺陷率，η為樣本容量，該變壓 器的年缺陷率為EXk=μ，方差為DXK=σ2,其中，k=l，2,3,…η，根據中心極限定理，若 η趨于無窮大時，根據公式（3)，得到正態分布Ζη，
[0024] ，.一 Γ3)
[0025] 其中，Ζη為正態分布Ν(μdJ，參數μi的置信度為（l-α)的置信區間，如公式 ⑷所=
[0026] '上 ，.· -ζ (?)；
[0027] (2)，在置信度（l-α)確定情況下，通過增加樣本容量η，來減小置信區間長度，提 高估計精確度；
[0028] (3)，Ν(μuσD取標準正態分布Ν(0, 1)，置信度為0. 8,則平均缺陷率α取〇. 2， 通過公式（3)的計算，當n= 18時，置信區間符合工程要求，選擇變壓器的樣本容量η大于 18時，家族性缺陷判斷結果的置信度大于0. 8 ;
[0029] (4)，若修正比較系數h大于1，且置信度大于0. 8,則此型號的變壓器處于高風險 家族性缺陷；若修正比較系數h大于1，置信度小于0. 8,則此型號的變壓器要加強跟蹤；若 修正比較系數h小于1，則此型號的變壓器處于低風險家族性缺陷。
[0030] 本發明的有益效果是：本發明的基于數據挖掘的變壓器家族性缺陷的預警方法， 基于電力公司一體化數據平臺，通過數據挖掘獲得變壓器廠家、型號設備管理信息和設備 缺陷信息，提出了將設備廠家、型號的年缺陷率和平均缺陷率進行比較判斷其家族性缺陷， 提出故障集中度指標，修正非家族性缺陷故障對結果的影響，提出可信度指標，反映樣本數 量對判斷結果的影響建立了變壓器家族性缺陷預警系統，開發了預警平臺，對運行在高風 險年限的變壓器進行預警，同時為設備采購部門提供生產企業、型號質量信息。本發明所提 的家族性缺陷預警方法，運行表明，該缺陷預警系統具有工程適用性和實用性，并具有以下 作用，
[0031] (1)為采購管理部門提供各廠家、型號變壓器質量相關信息，并將其作為設備招標 采購的一個依據，從源頭上提高變壓器及其配件的質量；
[0032] (2)為運行維護部門提供正在運行的變壓器相關信息，合理調配變壓器運行，在可 能的情況下，適度降低預警變壓器負荷率，盡快安排預警變壓器的檢修，并備足配件。
【附圖說明】
[0033] 圖1是本發明的用于含統一潮流控制器的輸電線路的距離保護方法的流程圖。
【具體實施方式】
[0034] 下面將結合說明書附圖，對本發明作進一步的說明。
[0035] 本發明的基于數據挖掘的變壓器家族性缺陷的預警方法，基于電力公司一體化數 據平臺，通過數據挖掘獲得變壓器廠家、型號設備管理信息和設備缺陷信息，分析了變壓器 家族性缺陷表征，可作為變壓器招標采購的一個依據，并合理調配變壓器運行，在可能的情 況下，適度降低預警變壓器負荷率，盡快安排預警變壓器的檢修，如圖1所示，包括以下步 驟，
[0036] 步驟（1)，從數據庫服務器中讀入變壓器家族性缺陷判斷的相關信息，包括變壓器 的廠商、型號、運行年限以及變壓器缺陷，數據庫服務器為現階段的電力公司一體化數據平 臺；
[0037] 步驟（2)，根據運行年限、電壓等級、部件，統計變壓器的平均缺陷率α，計算對應 廠商型號的變壓器年平均缺陷