基于专家系统的变压器故障可视化诊断

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1、基于专家系统的变压器故障可视化诊断摘要：为克服传统变压器故障诊断的局限性，将可视化技术和信息融合技术应用于变压器故障诊断专家系统。该系统采用基于实例知识和基于规则知识的混合式推理机制，运用面向对象的编程设计语言VisualC#和GDI+图形控件来完成显示程序和制作数据监视的人机界面，从而达到实时在线监测和故障诊断的功能。关键字：智能变压器；专家系统；可视化;三比值法；ApplicationofVisualizationinTransformerFaultDiagnosisBasedonExpertSystemAbstract:InordertomakeDGAtechn

2、ologiesplayamoreimportantroleintransformerfaultdiagnosis,avisualizationtechnologyisintegratedwithInformationfusiontechnologyforpowertransformerinsulationfault,whichisbasedonIECthreeratiomethod.Theexpertsystembasesonexamplesbasedonrulesofknowledgeandknowledgehybridreasoningmechanism,adop

3、tstheobject-orientedprogrammingdesignlanguageC#andGDI+ActiveXControltocompletetheshowprogramandproductiondatamonitoringofman-machineinterface,soastoachievethereal-timeonlinemonitoringandfaultdiagnosisofthefunction.Keywords:Intelligenttransformer；Expertsystem;visualization;threeratiometh

4、od;1引言在电力系统中变压器被视为电网的“心脏”，保证变压器正常运行是电网的重要工作之一,对于电能经济传输和灵活调配具有十分重要的作用[1]。智能变压器在线监测系统是从电力行业变电站管理的现状和电力变压器可靠性要求日益提高的实际情况和国家建设智能电网要求出发。对变压器绝缘油中的溶解气体含量进行在线监测分析，是发现、诊断变压器内部潜在性故障的有效方法[2]。为保障变压器的安全运行，依据以往的研究成果，对变压器故障领域知识进行分析、总结和完善，并结合专家系统技术，构建变压器故障诊断专家系统。2变压器故障诊断专家系统故障诊断专家系统负责故障信息的管理，并协调其他相关机制完

5、成相应任务，其功能包括：(1)根据知识库对特征气体进行分析，推断故障种类、性质、原因和位置，制定解决方案;（2）自身知识库和数据库更新完善，实现数据库的存储、查看、增减、修改等功能;（3）具有历史查询和报表输出功能，方便用户了解设备运行状况。按照专家系统的基本功能，在上位机上构建专家系统，其整体结构如图1所示：图1故障诊断专家系统结构图Fig.1Structureoffaultdiagnosisexpertsystem2.1数据库模块变压器故障诊断专家系统采用SQLSever2005构造数据库,数据库中存放变压器综合信息、常规电气试验数据、油中溶解气体原始数据和以规则

6、形式存在的知识库，以及在推理过程中得到的各种中间数据，用户通过ADO应用程序接口访问数据库中的数据。2.2推理模块推理是根据一定的原理(如规则)从已知的事实(或判断)中推导出新的事实(或新的判断)的过程[3]。为真实准确的得出诊断结果，系统采用基于实例和基于规则的混合推理机制，前者在处理新问题时，其推理效率不高，而后者在求解小规模的新的问题时，效率较高，将两者有机结合起来能够相互补充逐步完善，提高诊断的准确率和效率。诊断推理是指依据一定的原则从已有的征兆事实推出诊断对象存在的故障过程[4]。系统从基于实例的推理开始的，如果在某一个诊断状态下，当现有的经验知识不足以确定

7、故障源时，便自动转换到基于规则的推理，当基于规则的推理结束时，系统便自动返回基于实例的推理。在基于规则的推理过程中采用正向推理方法，结合特征气体法、IEC三比值法和大卫三角法，对变压器进行故障诊断。由于变压器内部在不同故障下产生的气体有不同的特征，因此可以根据特征气体的含量及变化量进行初步的判断，然后再应用IEC三比值法和大卫三角法进一步判断设备故障部位，并给出解决方案。由于IEC三比值法的气体区间在分界点处的编码具有不确定性，因此利用模糊数学方法构造编码隶属度函数来刻画边界点的模糊区间,以更准确全面地反映故障信息[5]。2.3知识库模块变压器故障诊