變壓器是電力系統(tǒng)中電能傳輸、轉(zhuǎn)換的重要設(shè)備，它的可靠性直接關(guān)系到整個電網(wǎng)的安全穩(wěn)定運行，而且隨著我國特高壓技術(shù)的應(yīng)用及發(fā)展，變壓器價格更加昂貴。一旦電力變壓器由于絕緣擊穿而發(fā)生故障，將會對整個系統(tǒng)造成很大的沖擊，所以變壓器的油紙絕緣狀態(tài)評估對電網(wǎng)結(jié)構(gòu)的可靠性分析具有十分重要的意義。

在變壓器的油紙絕緣狀態(tài)評估中，目前被國內(nèi)外學(xué)者普遍采用的方法有：回復(fù)電壓法（Recovery Voltage Measurement, RVM）、極化去極化電流（Polarization/Depolarization Current, PDC）法、頻域介電譜（Frequency Domain Dielectric Spectroscopy, FDS）法]等絕緣檢測方法。

文獻[2]通過對油紙絕緣等效電路的仿真，分析得到絕緣電阻、幾何電容、主時間常數(shù)等特征量與絕緣狀態(tài)之間的相關(guān)性。文獻[4]通過建立實驗平臺，測試在不同溫度下油紙絕緣的極化電導(dǎo)率，驗證了極化電導(dǎo)率作為特征量進行油紙絕緣狀態(tài)診斷的有效性。文獻[6]通過FDS實驗，驗證了介質(zhì)損耗因數(shù)可以反映絕緣介質(zhì)的含水量及熱老化程度。

以上研究僅用特定少數(shù)幾個特征量，無法對油紙絕緣狀態(tài)進行合理的綜合評估。目前，有一些學(xué)者開始對變壓器油紙絕緣狀態(tài)進行綜合評估，主要方法有灰色關(guān)聯(lián)法[7,8]、模糊評估法[9]和灰色聚類[10]等方法。文獻[7,8]采用灰色關(guān)聯(lián)度建立了變壓器絕緣狀態(tài)的綜合評估模型，但是在確定權(quán)重時僅考慮了主觀權(quán)重，而主觀權(quán)重受專家的主觀偏好影響過于明顯，會造成不同專家得到的評估結(jié)果相差很大。

文獻[9,10]采用模糊粗糙集理論，通過對特征量模糊劃分的隸屬度，建立油紙絕緣狀態(tài)評估模型。而構(gòu)造隸屬度函數(shù)通常是根據(jù)經(jīng)驗來確定合理的隸屬度函數(shù)，這樣造成了油紙絕緣狀態(tài)的評估結(jié)果受到主觀因素的影響較為明顯。

針對以上的不足，本文提出了基于模糊物元和逼近理想點（Technique for Order Preference by Similarity to Ideal Solution, TOPSIS）法相結(jié)合的評估模型。模糊物元通過層次分析法（Analytic Hierarchy Process, AHP）和熵權(quán)法確定特征量的組合權(quán)重，同時考慮了主觀權(quán)重和客觀權(quán)重，避免了主觀權(quán)重對評估結(jié)果影響過于明顯。

將物元法與TOPSIS相結(jié)合進行綜合評估，使得不同絕緣狀態(tài)變壓器的TOPSIS貼近度具有較為明顯的差別，從而可以對變壓器的油紙絕緣狀態(tài)進行有效、準(zhǔn)確的評估，提出了油紙絕緣狀態(tài)評估的一種新思路。

圖4 油紙絕緣狀態(tài)評估的指標(biāo)體系

結(jié)論

本文提出了模糊物元-TOPSIS法的評估模型，對變壓器油紙絕緣狀態(tài)進行評估，并通過實例進行分析，得到以下幾個結(jié)論：

1）分別通過擴展德拜等效電路、回復(fù)電壓法和極化去極化電流法，建立變壓器油紙絕緣狀態(tài)評估的指標(biāo)體系。

2）通過層次分析法和熵權(quán)法，結(jié)合了主觀權(quán)重和客觀權(quán)重的優(yōu)點，既將專家經(jīng)驗作為參考指導(dǎo)，又充分利用特征量的原始數(shù)據(jù)作為客觀依據(jù)。

3）通過模糊物元法和逼近理想解法相結(jié)合，可以對變壓器油紙絕緣狀態(tài)進行有效評估，提出了油紙絕緣狀態(tài)評估的一種新思路。