换流变压器是直流输电系统中的关键设备,随着直流输电工程运行年限的增长,已投运的换流变压器的老化故障问题日益突出。目前针对换流变压器定期检修和事后检修相结合的主流检修模式,很容易出现“过修”或“欠修”问题,已无法满足当前直流输电系统安全稳定运行的需求。随着状态监测技术的进步,以状态评估为基础的状态检修制度取代定期检修已成为换流变压器检修的发展方向。因此,开展换流变压器的健康状态评估和寿命预测研究,可以更加有效合理地制定设备检修计划,从而最大限度延长换流变压器的使用寿命,具有重要的理论意义和工程价值。本论文正是基于这一背景,结合参与的南方电网超高压输电公司科技项目“运行中期换流变压器状态评估及寿命预测研究”,开展了换流变压器的健康状态评估和寿命预测研究工作。本论文主要在四个方面开展了研究:包含投运前后状态量的换流变健康状态评估指标体系分析,基于模糊综合评判法的换流变分级健康状态评估模型研究,基于健康指数和故障概率的换流变寿命预测模型研究,换流变压器健康状态评估及寿命预测系统的设计开发。本文的主要研究内容和取得的成果如下:(1)从换流变压器的基本构成出发,首次提出将换流变压器关键原材料、关键出厂试验、运输及安装记录等投运前状态量纳入评估体系中,选取对换流变健康状态影响较大的关键状态量进行详细阐述与剖析,建立起更系统全面的换流变健康状态评估指标体系;在分析换流变健康状态评估指标体系基础上,给出了换流变压器寿命的定义,确立了影响换流变寿命的三大主要因素:健康状态、运行环境和负荷率,并研究了换流变的寿命特征曲线。(2)以换流变压器投运时刻为分界点,提出了投运前后健康状态分级评估及综合评估的基本原则,确立了基于模糊综合评判法的状态评估流程,建立了换流变压器分级健康状态评估模型;最后结合南方电网超高压公司某换流站实际算例,证明该模型的可行性和可信性。(3)在换流变健康状态评估的基础上,计算出换流变的老化健康指数,依据影响换流变寿命的三大因素对其进行了修正,从而建立起基于综合健康指数的换流变压器故障概率推算模型。根据地方电网统计结果,拟合出换流变故障率随运行年限变化的Weibull分布曲线;为了更直观表现换流变运行状态同运行时间的变化过程,依据故障概率提出状态可靠度这一新的概念,建立了基于状态可靠度的换流变压器的寿命预测模型。实例分析表明,该模型可以对换流变压器健康状态随着运行年限増加的下降趋势进行有效和准确的预测。(4)根据所建立的分级健康状态评估模型及剩余寿命预测模型,完成了换流变压器健康状态评估及寿命预测系统的设计开发,并将其投入到测试中,结果达到了对换流变压器进行健康状态评估和寿命预测的要求,具有一定的工程实用价值。