【正文】 37參考文獻(xiàn)。還可以再加入有效的故障診斷方法，以給出更為有效的診斷結(jié)果，更好地完善系統(tǒng)的變壓器狀態(tài)預(yù)測(cè)功能等，以給出更為有效的診斷結(jié)果。變壓器故障類(lèi)型過(guò)重多樣，影響因素比較多，可以考慮應(yīng)用本文預(yù)測(cè)方法針對(duì)其它故障給出預(yù)測(cè)模型，應(yīng)作進(jìn)一步深入研究。對(duì)于這種個(gè)別情況，為了更全面地、綜合地考慮各種相關(guān)的影響因素，建議采用組合預(yù)測(cè)模型進(jìn)行更準(zhǔn)確的預(yù)測(cè)。]。導(dǎo)師嚴(yán)謹(jǐn)求實(shí)的治學(xué)作風(fēng)和開(kāi)闊敏銳的的學(xué)術(shù)思想深深地教育和激勵(lì)著我；導(dǎo)師豁達(dá)的人生態(tài)度，從容的人格魅力，給我留下了深刻印象，使我受益匪淺！在論文即將完成之際，謹(jǐn)向我尊敬的導(dǎo)師和表示衷心的感謝和崇高的敬意。變壓器故障預(yù)測(cè)做到了及時(shí)預(yù)測(cè)出故障信息，并提醒維修人員對(duì)變壓器進(jìn)行有針對(duì)性的維修。故障預(yù)測(cè)結(jié)果與變壓器存在的實(shí)際故障類(lèi)型相符。模型的一步預(yù)測(cè)值與實(shí)測(cè)值的相對(duì)誤差較小，預(yù)測(cè)精度符合工程實(shí)際要求。⑶在解決非等時(shí)間間隔算法基礎(chǔ)上，編寫(xiě)了GM(1,1)不等時(shí)間間隔序列預(yù)測(cè)算法的maltalb程序代碼，使計(jì)算得到很大的簡(jiǎn)化，將其應(yīng)用于變壓器油中氣體數(shù)據(jù)預(yù)測(cè)。建立了GM(1,1)等時(shí)間間隔預(yù)測(cè)模型。本文概括總結(jié)了變壓器的基本知識(shí)以及各種故障缺陷和常用的預(yù)測(cè)方法，深入分析了變壓器油中溶解氣體分析技術(shù)、灰色理論的基本原理；并運(yùn)用灰色理論預(yù)測(cè)方法，建立GM(1,1)預(yù)測(cè)模型處理原始數(shù)據(jù)，進(jìn)行未來(lái)數(shù)據(jù)預(yù)測(cè)，根據(jù)常用的三比值法相應(yīng)進(jìn)行故障預(yù)測(cè)。對(duì)變壓器的故障預(yù)測(cè)，能較好的指導(dǎo)變壓器維護(hù)工作，對(duì)保證電網(wǎng)的安全可靠運(yùn)行具有重要意義。由此表明本文的預(yù)測(cè)法具有較高的可信度，滿(mǎn)足工程需要，具有實(shí)用價(jià)值。 誤差檢驗(yàn)以上的對(duì)比分析表明，在處理非等間距數(shù)據(jù)時(shí)，平均殘差,符合精度要求。 實(shí)例2劉家峽5變(330kV)于1984年5月11 更換線(xiàn)圈后，從1984年8月17日到1985年3月5日止，共采集了7組色譜數(shù)據(jù)，如表所示。數(shù)據(jù)屬于非等時(shí)間間隔，先轉(zhuǎn)換為等間隔數(shù)據(jù)，然后分別對(duì)各氣體數(shù)據(jù)進(jìn)行預(yù)測(cè)，預(yù)測(cè)結(jié)果如下表。變壓器故障預(yù)測(cè)方法中的一種就是變壓器油色譜預(yù)測(cè)，是先應(yīng)用第四章介紹過(guò)的灰色模型預(yù)測(cè)法，對(duì)變壓器內(nèi)部油色譜數(shù)據(jù)進(jìn)行預(yù)測(cè)，然后應(yīng)用第三章中介紹過(guò)的變壓器故障類(lèi)型判斷的改良三比值診斷法對(duì)變壓器進(jìn)行故障狀態(tài)預(yù)測(cè)。為后續(xù)變壓器故障的預(yù)測(cè)奠定了預(yù)測(cè)理論基礎(chǔ)。 x3_best=x3。if e_esse_ess_best e_ess_best=e_ess。for i=2:n ess(i1)=abs((x0(i)x3(i+1))/x0(i))。for k=1 : m x3(k+1)=(x2(k+1)x2(k))/t0(k+1)。end%求出原始數(shù)列x0的預(yù)測(cè)值數(shù)列x3。m=length(x0)。u=beta(2)。%計(jì)算出a和u。*A)*A39。 end D=C39。 for i=1 : (n1)。 end A=[B39。end%求出x1for i=1 : (n1)。 %求出時(shí)間間隔t0end%由數(shù)列x1生成矩陣C和A；for i=2:n s=s+x0(i)*t(i)。x1(1)=x0(1)。w_best=0。s=0。endt0=[]。t1_mean=mean(t1)。 GM(1,1)非等時(shí)間間隔matlab程序代碼function graygm_non_linear(x0,t1)for w=:: % w變量在每次循環(huán)中全部重新賦值n=length(x0)。衡量一個(gè)預(yù)測(cè)模型是否合適、預(yù)測(cè)結(jié)果是否可信，必須經(jīng)過(guò)精度檢驗(yàn)[[33] 王晶,[J].華北電力大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版),2007,(1).]。設(shè)原始數(shù)列為：對(duì)其進(jìn)行一次累加得到累加生成序列：其中：對(duì)累加生成序列建立白化微分方程：規(guī)定：時(shí)，則響應(yīng)函數(shù)為：，還原后模型表達(dá)式為：上述模型中參數(shù)a和u可由下式得到，其中：B=，此處為在區(qū)間的背景值，且滿(mǎn)足：用，來(lái)逼近，其中，利用matlab中的for循環(huán)不斷更改取值，使殘差最小即可計(jì)算出最適合的值。 GM(1,1)非等時(shí)間間隔序列預(yù)測(cè)算法GM(1,1)模型是以等間隔序列為基礎(chǔ)的。⑵對(duì)原始數(shù)據(jù)序列進(jìn)行一階累加生成。設(shè)所得的累加生成數(shù)列為，經(jīng)累減生成得到的還原序列為則： GM(1,1)等時(shí)間間隔序列預(yù)測(cè)算法GM(1,1)模型首先要對(duì)原始數(shù)列進(jìn)行一次累加生成，然后用灰指數(shù)函數(shù)進(jìn)行擬合并取得預(yù)測(cè)結(jié)果，最后通過(guò)累減還原得到最終的預(yù)測(cè)值[[30] Zhang Jun, Transformer Fault Assessment and Prediction Base on Grey Theory [D]. Xihua University, 2012.]。具體地，設(shè)原始數(shù)列 累加數(shù)列為則數(shù)列, 之間滿(mǎn)足關(guān)系： ，(i=1,2,…n)通過(guò)累加使隨機(jī)性很強(qiáng)的原始數(shù)列轉(zhuǎn)化為規(guī)律性較強(qiáng)的遞增數(shù)列?；疑碚撌褂脭?shù)據(jù)處理的方法增強(qiáng)原始隨機(jī)序列的規(guī)律性，從而建立相應(yīng)的動(dòng)態(tài)模型，對(duì)原始數(shù)據(jù)的處理方法主要有累加生成、累減生成兩種[[29] [J].礦山機(jī)械,2007,(9).]。 GM(1，1)數(shù)據(jù)處理方法目前使用最廣泛的灰色預(yù)測(cè)模型就是關(guān)于數(shù)列預(yù)測(cè)的一個(gè)變量、一階微分的GM( 1, 1) 模型。在建模時(shí)，認(rèn)為原始數(shù)列是逐步增長(zhǎng)或減少的，通過(guò)對(duì)原始數(shù)列應(yīng)用累加生成，對(duì)新序列建立微分方程模型和解析分析以及累減生成還原就可以得到預(yù)測(cè)數(shù)列，從而達(dá)到預(yù)測(cè)原始序列的目的[[28] 郝寧波,.基于灰色理論的電力變壓器故障預(yù)測(cè)[J].計(jì)算機(jī),2011,(1).]。第4章 灰色GM(1,1)預(yù)測(cè)方法 灰色預(yù)測(cè)簡(jiǎn)介灰色預(yù)測(cè)方法是利用有限的、不完全確切的、表示系統(tǒng)行為特征的原始數(shù)據(jù)序列作生成變換后建立微分方程, 推求或預(yù)測(cè)系統(tǒng)特征的全貌或發(fā)展趨勢(shì)的方法。但由于現(xiàn)場(chǎng)情況的多樣性，其準(zhǔn)確率受到一定程度的影響[[27] Su Q, Lai L．A fuzzy dissolved gas analysis method for the diagnosis of maniple incipient faults in a transformer. IEEE Trans. Power Systems, 2000，15(2):593—598．]。 編碼規(guī)則氣體比值范圍比值范圍編碼010100121222 故障類(lèi)型判斷方法編碼組合故障類(lèi)型診斷故障實(shí)例010局部放電高溫度、高含氣量引起油中低能量密度的局部放電01輕度過(guò)熱(150℃)絕緣導(dǎo)線(xiàn)過(guò)熱20低溫過(guò)熱(150℃~300℃)分接開(kāi)關(guān)接觸不良，引線(xiàn)夾件螺絲松動(dòng)或接頭焊接不良，渦流引起銅過(guò)熱、鐵芯漏磁、局部短路、層間絕緣不良、鐵芯多點(diǎn)接地等21中溫過(guò)熱(300℃~700℃)0，1,22高溫過(guò)熱(700℃)120，1,2低能放電兼過(guò)熱引線(xiàn)對(duì)地電位未固定的部件之間連續(xù)火花放電，分接觸頭引線(xiàn)和油隙閃絡(luò)，不同電位間油中火花放電或懸浮電位之間的火花放電0，10，1,2低能放電220，1,2電弧放電兼過(guò)熱線(xiàn)圈匝間、層間短路，相間閃絡(luò)，引線(xiàn)對(duì)箱殼放電、線(xiàn)圈熔斷、分接開(kāi)關(guān)飛弧、因環(huán)路電流引起電弧、引線(xiàn)對(duì)其他接地體放電等0，10，1,2電弧放電從實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)來(lái)看，采用改良三比值法能夠有效發(fā)現(xiàn)變壓器潛伏性故障。我國(guó)目前推薦采用改良的三比值法作為判斷變壓器故障類(lèi)型的主要方法。熱性故障產(chǎn)生的特征氣體主要是CHC2H4，電性故障主要是C2HH2，為此，可以用CH4/H2比值來(lái)區(qū)分是電性故障還是熱性故障；根據(jù)故障點(diǎn)溫度愈高，C2H4占總烴比例將增加的特點(diǎn)，C2H4／C2H6的比值可區(qū)分濕度高低；因紙過(guò)熱主要分解CO和次要的CH4的特點(diǎn)，也可用CO/CH4區(qū)分溫度高低，溫度越高，CO/CH4值越??；根據(jù)火花放電故障時(shí)有C2H2，其次是C2H4，而局部放電一般無(wú)C2H2的特征，可用C2H2/C2H4的比值來(lái)區(qū)分放電故障的類(lèi)型。另外故障產(chǎn)氣速率和故障時(shí)產(chǎn)氣特征性也是故障診斷的的依據(jù)[[24] Duval M..A review of faults detectable by gas in oil analysis in transformers[J]. IEEE Trans．Electrical Insulation Magazine，2002,18(3):817．]。 變壓器油中氣體含量規(guī)定值氣體組分總烴（甲烷、乙烷、乙烯、乙炔）乙炔氫氣含量ppm330kV及以上1501150220kV及以上1505150表中總烴是指甲烷、乙烷、乙烯、乙炔的總和。 變壓器油中溶解氣體分析故障類(lèi)型產(chǎn)生的組要?dú)怏w組分產(chǎn)生的次要?dú)怏w組分過(guò)熱油CHC2H4HC2H6油和絕緣紙CHC2HCO、CO2HC2H6油中有電弧油HC2H2CHC2HC2H6油和絕緣紙HC2HCO、CO2CHC2HC2H6油、絕緣紙中局部放電HCHCOC2HCO2油中局部放電HCHC2H2C2H6油中火花放電C2HH2進(jìn)水受潮或油中氣泡H2 變壓器故障診斷的依據(jù) 查對(duì)特征氣體含量是否超過(guò)注意值。另外，水分在電場(chǎng)作用下發(fā)生電解作用，水與鐵又會(huì)發(fā)生電化學(xué)反應(yīng)，都可產(chǎn)生大量氫氣。⑶局部放電，特征氣體氫組分最多(占總烴的85％以上)，其次是CH4，當(dāng)放電能量高時(shí)會(huì)產(chǎn)生少量乙炔。⑵低能量放電，一般是火花放電。如由線(xiàn)圈匝間、層間絕緣擊穿，過(guò)電壓引起的內(nèi)部閃絡(luò)，引線(xiàn)斷裂的閃弧，分接開(kāi)關(guān)的飛弧等，故障氣體產(chǎn)生劇烈，產(chǎn)氣量大，故障氣體往往來(lái)不及溶解于油而聚集到氣體繼電器引起瓦斯保護(hù)動(dòng)作。根據(jù)其嚴(yán)重程度(即故障時(shí)溫度的高低)，熱性故障常被分為輕度過(guò)熱(T150℃)、低溫過(guò)熱(150℃T300℃)、中溫過(guò)熱(300℃T700℃)、高溫過(guò)熱(T700℃)四種故障情況。產(chǎn)生熱性故障的原因有：導(dǎo)線(xiàn)過(guò)電流；鐵芯局部短路、多點(diǎn)接地、形成環(huán)流；分接開(kāi)關(guān)接觸不良、接線(xiàn)焊接不良、電磁屏蔽不良、使漏磁集中；油道堵塞，影響散熱等。⑴烴類(lèi)氣體：油中CC2總烴含量一般低于150pL/L，但使用年久的變壓器,CC4烴類(lèi)氣體明顯增多；⑵氫：油中氫含量一般低于150pL/L；⑶碳的氧化物：油中CO、CO2含量與設(shè)備運(yùn)行年限有關(guān) [[20] Pei Zichun. Research on the predicting Algorithm of Power Transformer’s Fault[D]. Xihua University,2011.]。油、紙等絕緣介質(zhì)降解過(guò)程所產(chǎn)生的氣體能溶解于變壓器油中，也能釋放到油面上，每種氣體在一定的溫度、壓力下達(dá)到溶解和釋放的動(dòng)平衡，最終將達(dá)到溶解的飽和或接近飽和狀態(tài)[[19] 楊啟平，[J].變壓器，2002,(10).]。當(dāng)變壓器內(nèi)部發(fā)生熱故障、放電性故障或者油、紙老化時(shí)均會(huì)產(chǎn)生各種氣體；油中溶解氣體的組分和含量可以作為反映油浸式電力變壓器內(nèi)部絕緣故障的特征量。為后文基于油中氣體的三比值故障診斷法以及故障預(yù)測(cè)奠定了良好的理論基礎(chǔ)和工作準(zhǔn)備。因此借鑒國(guó)外經(jīng)驗(yàn)，利用先進(jìn)在線(xiàn)監(jiān)測(cè)設(shè)備，加強(qiáng)狀態(tài)維護(hù)模式，可以使電力供應(yīng)更加安全可靠[[18] 彭亮，[J].科技資訊，2012，(22):7881.]。旱季應(yīng)檢測(cè)接地電阻，其值不應(yīng)超過(guò)5Ω。根據(jù)上述分析，給出以下運(yùn)行和維護(hù)建議：⑴安裝及運(yùn)行：①確保負(fù)荷在變壓器設(shè)計(jì)允許范圍內(nèi)，在油冷變壓器中要監(jiān)視頂層油溫；②變壓器的安裝地點(diǎn)應(yīng)與其設(shè)計(jì)和