基于灰关联理论的变压器故障诊断专家系统

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1、维普资讯http://www.cqvip.com8东北电力技术2008年第7期，’’’’’’’’、^V；研究^V基于灰关联理论的变压器^．V2与：^-IpV^V故障诊断专家系统；2应用：‘‘‘‘‘‘‘‘ExpertSystemforTransformerFaultDiagnosisBasedOnGreyAssociativeTheory李建坡，赵继印，郑蕊蕊(吉林大学通信工程学院，吉林长春130025)摘要：以变压器油中溶解气体含量为特征量，针对电力变压器的故障特点，提出了采用基于规则的产生式方法进行知识表示，以模块方式构造知识库，并选用正反向混合推理方式，创建电力

2、变压器故障诊断专家系统。讨论了基于灰色关联理论的案例推理在整个系统中的实现方法。该系统具有运行状态监测和智能化故障诊断功能。大量诊断实例表明，该专家系统有效、灵活，具有一定容错能力，能有效提高电力变压器运行和维修效率。关键词：专家系统；电力变压器；故障诊断；灰关联理论[中图分类号]TM41．TP182[文献标识码]B[文章编号]1004—7913(2008)07—0008—03电力变压器是电力系统的枢纽设备，其运行的息”不确定性系统为研究对象J。由于变压器故可靠性直接关系到电力系统的安全与稳定，如何提障系统中单一因素对导致故障原因的机理缺乏完备高变压器运行的安全性和

3、可靠性，是目前电力行业性，同时，由于油中溶解气体相互制约关系的不确研究的重要课题之一。专家系统是运用推理方法和定性，发生哪类故障将产生哪类气体没有明确的定大量本领域专家的经验求解复杂问题的一种人工智性和定量描述。因此，电力变压器故障系统是一个能计算机程序。建立故障诊断专家系统，可以方典型的灰色系统。灰关联理论对于不确定环境下的便、快速、准确在一个大系统中找到故障部位和元模式识别问题具有独特性，是解决多目标决策的有件，提高设备的可靠性和生产效率。专家系统在解效方法之一，能够用于对变压器的故障诊断。决难以建立数学模型、较多依赖人类专家经验知识灰关联分析方法的基本思想是根

4、据序列曲线几的问题有独特的优势，在信息不完整或不确定的情何形状间的相似程度来判断其联系是否紧密。曲线况下仍能给出较为合理的结论。将故障诊断与专家越接近，相应序列之间的关联度就越大，反之就越系统结合，是当今设备故障诊断的热门话题卜引。小。该方法对样本量的多少和样本有无规律性都同由于变压器内部结构的复杂性，对变压器内部样适用，而且计算量小。故障的诊断与监测是多角度、多方法的，其中变压设有两个序列{置(t)}，{置(t)}，则称器油中溶解气体分析法(简称DGA)是目前广泛为{置(t)}与{(t)}的灰色关联度：应用的电力变压器故障诊断手段，为变压器在线监n=(五s1(k)

5、)／n(1)测以及智能化故障诊断提供了重要的依据。本文以DGA为特征量开发的电力变压器故障诊断专家系式中s(k)为灰关联系数：统能够综合分析变压器的绝缘状况，正确识别故障s(k)=(Ai+p△)／(a(k)+pa)(2)类型，并能给出故障发生的大致部位、严重程度以式中：△和△分别为△(k)的最小值和最大值，及故障发展趋势等，从而为变压器的智能化诊断奠A(k)：IXi(k)一(k)f，P为分辨系数，p∈[0，定了基础。1]，一般p=0．5。设标准故障序列(特征向量)：1灰关联分析诊断模型置=((1)，(2)，⋯，(n))(i=1，2，灰关联理论是邓聚龙教授提出来，以“

6、部分⋯，g)信息已知，部分信息未知”的“小样本”、“贫信对比序列：维普资讯http://www.cqvip.com2008年第7期东北电力技术9：((1)，Yi(2)，⋯，())(：1，用户专家2，⋯，P)每一个特征向量都代表一种故障模式，故障诊断可归结为对待检测模式进行故障模式识别的问题。设待检测模式向量为，通过与典型模式向量置(i：1，2，⋯q)之间的关联度的计算，可以得到关联度序列：{5i}：{r"r，⋯r向}。若把关联度序列从大到小依次排列，则提供了待检测模式划归某种典型模式可能性大小的顺序，从而为诊断决策提供了依据j。释模块和综合数据库5个部分。其结构如图

7、1所2电力变压器故障类型分析示。电力变压器油与油中的固体有机绝缘材料在运3．1人机交互界面行电压下会逐渐变质，裂解产生少量的低分子烃人机交互界面包括用户界面和专家界面，用户类，如甲烷(CH)、乙烷(CH)、乙稀界面是为普通操作者和使用者定义，主要负责反馈(CH)、乙炔(CH)、一氧化碳(CO)、二氧故障和故障解释等；专家界面是为专家及系统管理化碳(CO)、氢气(H)等气体并多数溶解在油员设立，主要负责知识库和数据库的更新维护。其中。变压器存在的潜伏性故障又会加快气体的产生功能示意图如图2所示。速度，因此油中溶解气体的组分和含量在一定程度上反映出变压器绝缘老化或故