基于D—S证据理论的油浸式电力变压器故障诊断

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1、维普资讯http://www.cqvip.com第23卷第1期电力科学与工程Vo1．23，No．12007年3月ElectricPowerScienceandEngineeringMar．，2007基于D—S证据理论的油浸式电力变压器故障诊断邱大庆，周亚明，王锐，赵振兵(1．焦作供电公司，河南焦作454150：2．宿迁供电公司，江苏宿迁223800；3．保定供电公司，河北保定071051；4．华北电力大学，河北保定071003)摘要：当前对变压器进行故障诊断，主要是利用从分散的传感器收集到的检测信息

2、，但使用单独的传感器采集数据进行判别，由于缺乏对数据的融合分析，易造成诊断中的误判或漏判。提出了一种基于D—S证据理论的油浸式电力变压器故障诊断方法，该方法通过融合数据来处理故障诊断中的不确定度。建立了故障诊断的融合模型，给出了方法的具体实现步骤并应用实例进行计算。结果表明，本方法可以减少诊断中的不确定性，提高故障诊断的准确性。关键词：D—S证据理论；信息融合；电力变压器；故障诊断中图分类号：TM835文献标识码：ADempster首先提出，并由G．Shafer进一步发展0引言起来的一种处理不确定性

3、的理论。以下介绍了D-S理论的基本概念和Dempster合并规则。电力变压器是电力系统厂站中重要设备之一，1．1基本概念及时又准确地检测出变压器早期潜伏性故障具有重定义1辨别框架是所有可能的观测结果的范大意义。目前，油中溶解DGA气体分析技术是围，是一个完备集。在此集合中，只能有一个假设对油浸式变压器进行故障诊断有效的手段之一弘，是最后观测的正确结果。的所有子集构成的集合它可以比较准确、可靠地发现逐步发展的潜伏性故是的幂集，记作：2。障。由于变压器的各监测传感器所提供的信息一般定义2基本概率分配函数

4、(BasicProbability是不完整、不精确、模糊的(即包含大量的不确定Assignment，BPA)为支持某一特定假设的观测性)，所以为了实现准确诊断需要对这些信息进行结果分配概率。Shafer认为BPA是一个准确指向融合。证据理论作为一种不确定性推理方法已受到假设的信任量度，也叫做质量函数(MassFunc-人们的重视。tion)，通常用m：2o一[0，1]来表示，其中，m满本文将充分利用DGA结果，针对现有检测数足：()=0，m)0，且VAc_O，m)=1。据存在冗余，缺乏有效地融合处理

5、以及诊断过程中存在的不确定性因素问题，提出一种基于D-S证从定义上可以看出，如果辨别框架内仅有元素被据理论的融合诊断模型，讨论了该变压器故障融合分配了概率m)，那么其余的基本概率就分配给诊断模型的框架设计及实现方案，最后通过实例证了，用以描述“未知”的情况，而不是分配给元明了该方法可以实现诊断信息的融合，从而达到提的补集。高故障诊断准确性的目的。定义3信任函数(BeliefFunction)描述了对某一假设的信任度：1Dempster-Shafer证据理论Bel(A)=∑()(1)Dempster-

6、Shafer证据理论是由A．P．修改稿日期：2007—01—04．作者简介：邱大庆(1976一)，男，焦作供电公司工程师维普资讯http://www.cqvip.com第1期邱大庆，等基于D—s证据理论的油浸式电力变压器故障诊断29根据BPA的定义，可以得出：Bel(ep)=()=0，靠单一的故障特征量和诊断方法无法完成诊断任Bet(O)=∑)=l。信任函数有时候也被称为下务。利用数据集成与信息融合技术进行故障诊断，可以提高故障诊断结果的可靠性，最大限度地利用限函数，表示的全部信任。各种信息。对于变

7、压器故障诊断系统而言，既要包定义4似然函数(PlausibilityFunction)定括数据融合，也要包括知识融合，还要包括由数据义了对某一假设的似然度：到知识的融合。根据长期的实践以及对统计数据的P)=∑()(2)分析，人们总结了一套利用特征气体进行故障诊断AnB*O的方法。本文所提出的故障诊断框架就基于该诊断可知，)=l-Bet(A)。似然函数也被称为上限函数方法。或不可驳斥函数，表示对的最大的潜在信任程度。2．1辨别框架的确定据综合信任度和似然度的概念，可以得到D—s证据理论在解决实际应用的

8、过程中，一个P，)P，)的结论。对于任意命c_O，对偶重要的问题就是确定辨别框架。这个辨别框架必须[BeI(A)，P，)]称为命的信任区间。命的不能够涵盖所有的可能观测结果，并且框架内的每个确定度可以由P，)一BeI(A)来进行描述；例如：观测结果必须是互斥的。在本文的研究领域中，大[BeI(A)，P，)]=[0，0】表示证据完全否定；型变压器的故障类别是多样的，不可能对其进行枚[BeI(A)，P，)]=[1，l】表示证据完全肯定；举和分析。否则，构成的辨别框架所形成