论文部分内容阅读
摘要：电网控制系统中的变压器设备是电网体系中的关键设备之一，在电力控制装备体系中具有突出的地位，因为其本身独特的结构特点，使得其故障判断过程难度增大。笔者在此就应用于变压器故障诊断的故障树分析法进行阐述，其中探讨了基于故障树分析的知识采集和知识表达模式，给变压器设备的故障分析与判断创造优越的条件。
关键词：变压器；故障树；故障诊断；分析
0 引言
电网中变压器装置是电力网络中的关键设备之一。变电装置的故障诊断水平在很大程度上关联着电力网络的稳定运行效果。其故障分析的人工化手段始终是电气行业工程技术人员的攻关课题。变压装置具有复杂的内部结构，引发故障的可能性很大。在对整体变压控制装备的故障分析与判断过程中，需要依托丰厚的人工积累经验。而本变压装置故障诊断体系是依托电力系统内大批科技专家的渊博知识和丰富经验，再运用高水平的逻辑推理手段来求解繁杂问题的一款电脑程序。以此来精准地分析判断变压装置的异常部位和致因。
1 变压器故障诊断程序
电网中大型变压装置的安全稳定运行是整个电网高效运作的基础条件，所以构建出能够有效诊断变压装置故障部位及原因的电脑程序非常必要。变压器故障诊断专家体系是最近一个时期以来电脑程序人工编制领域研发出的一项前沿技术。所言专家体系，具体的就是说电脑软件内部储存的专家知识资料库及逻辑推理体系，进而使电脑程序体系依托所存储知识、事实数据及推理模式去处理平时那些需要依托人工智能和经验才能完整处理好的疑难问题。
2 变压器故障诊断的计算机程序构建
电力系统变压装置的故障判断一直以来是运用预防式试验方法，尽管可以排除一部分变压器故障隐患，然而其针对变压装置内部的潜在隐患难以准确判定。变压装置故障判断的电脑程序给处理变压装置内部故障这一技术性、知识性和繁杂性都极强的关键课题找到了非常有效的方法。利用产生式模式的变压装置故障电脑分析程序具有表述形象、模式单一、模块完整及推理简便等优越性，所以其成为了诊断程序体系中普遍应用的一类模式。其由人机端口、知识采集体系、推理体系等3部分组成。①知识储备库。知识储备库储存着大量的专业知识。其中的知识都是按特定的模式来表现的，现阶段通用的表现方法有以规则为标准的产生型表现方法、框架型表现法、逻辑型表现法、语音网络表现法等组成。②推理体系。推理体系的功能是依据特定的推理手段，由知识储备库中采集相关的知识，对客户给予的证据资料实施推理。③多类参数储备库。用在存储体系运作进程中所必需的起始参数，证据储备推理体系中的中间数据等。④程序解释体系。担负着对推导出的结果作出相应的解释，从而对客户表达推理程序。⑤知识采集体系。其为知识储库的构建、知识储库中原有知识的调整及拓展新的知识储备提供空间。
3 知识储备库的建立
知识库内储备了经过整合归纳的、用来实施推理过程的专家经验及知识。其主要故障能依托知识库管理机制将其转移到诊断程序的知识库中，从而完成了诊断程序知识库的本身更新。变压装置故障诊断程序中需用的知识依照来源渠道可分为两种：①包含变压装置原理，运行知识、运行程序、规章等有关系统平稳性的先行知识。②依据专业经验，运作实际整合出的展示变压装置故障原因、特性及故障类型相关联的具有启示作用的判别知识。
3.1 针对故障树的知识采集
故障树变压器事故诊断体系将电力网络系统故障与构成该系统器件的故障紧密结合起来，尔后对有可能引发此系统故障的各类原因展开分析，汇总出本系统所有可能发生的异常状态（也就是故障树的所有最小割集），进而评估各类故障原因构成机制和传递渠道。故障树的顶事件相对于诊断程序系统应评估解决问题的目标，其底事件相对于诊断程序系统的逻辑推理判断，故障树从顶至底的各环节及逻辑程序相对于故障诊断程序的推理历程，而其最小型割集成为故障树和电脑故障诊断程序知识库的连接桥梁。
3.2 故障树的建立及分析
3.2.1 故障树的建立
故障树的建立是故障树分析法的基础，本文采用模块分解法来辅助建立电力变压器的故障树，解决了电力变压器结构复杂且故障模式繁多带来的建树困难。根据电力变压器的结构、功能特点和故障间逻辑关系，结合模块分解法，将电力变压器故障树分为绕组、铁心及夹件、油绝缘、套管、有载分接开关、冷却系统及非电量保护各故障子树。
3.2.2 定性分析
故障树定性分析的目的是为了获得故障树的所有故障模式，即找出所有最小割集从顶事件开始分析，依次将逻辑门的输出事件用其输入事件来代替，若通过或门，则输入事件竖向地写出，若通过与门，则横向地写出，直到将所有门事件全部置换成底事件为止。
3.3 定量分析
定量分析是为了进一步区分各底事件对顶事件的影响程度，即计算出各最小割集的故障概率，并且确定各最小割集对顶事件的重要度，即最小割集重要度计算。
4 结论
本文将基于故障树分析法的诊断专家系统应用于电力变压器故障诊断中，通过选用由故障树最小割集到知识库规则的知识获取方式和基于概率重要度的冲突消解策略，解决了知识获取难的问题，并提高了系统推理效率。
关键词：变压器；故障树；故障诊断；分析
0 引言
电网中变压器装置是电力网络中的关键设备之一。变电装置的故障诊断水平在很大程度上关联着电力网络的稳定运行效果。其故障分析的人工化手段始终是电气行业工程技术人员的攻关课题。变压装置具有复杂的内部结构，引发故障的可能性很大。在对整体变压控制装备的故障分析与判断过程中，需要依托丰厚的人工积累经验。而本变压装置故障诊断体系是依托电力系统内大批科技专家的渊博知识和丰富经验，再运用高水平的逻辑推理手段来求解繁杂问题的一款电脑程序。以此来精准地分析判断变压装置的异常部位和致因。
1 变压器故障诊断程序
电网中大型变压装置的安全稳定运行是整个电网高效运作的基础条件，所以构建出能够有效诊断变压装置故障部位及原因的电脑程序非常必要。变压器故障诊断专家体系是最近一个时期以来电脑程序人工编制领域研发出的一项前沿技术。所言专家体系，具体的就是说电脑软件内部储存的专家知识资料库及逻辑推理体系，进而使电脑程序体系依托所存储知识、事实数据及推理模式去处理平时那些需要依托人工智能和经验才能完整处理好的疑难问题。
2 变压器故障诊断的计算机程序构建
电力系统变压装置的故障判断一直以来是运用预防式试验方法，尽管可以排除一部分变压器故障隐患，然而其针对变压装置内部的潜在隐患难以准确判定。变压装置故障判断的电脑程序给处理变压装置内部故障这一技术性、知识性和繁杂性都极强的关键课题找到了非常有效的方法。利用产生式模式的变压装置故障电脑分析程序具有表述形象、模式单一、模块完整及推理简便等优越性，所以其成为了诊断程序体系中普遍应用的一类模式。其由人机端口、知识采集体系、推理体系等3部分组成。①知识储备库。知识储备库储存着大量的专业知识。其中的知识都是按特定的模式来表现的，现阶段通用的表现方法有以规则为标准的产生型表现方法、框架型表现法、逻辑型表现法、语音网络表现法等组成。②推理体系。推理体系的功能是依据特定的推理手段，由知识储备库中采集相关的知识，对客户给予的证据资料实施推理。③多类参数储备库。用在存储体系运作进程中所必需的起始参数，证据储备推理体系中的中间数据等。④程序解释体系。担负着对推导出的结果作出相应的解释，从而对客户表达推理程序。⑤知识采集体系。其为知识储库的构建、知识储库中原有知识的调整及拓展新的知识储备提供空间。
3 知识储备库的建立
知识库内储备了经过整合归纳的、用来实施推理过程的专家经验及知识。其主要故障能依托知识库管理机制将其转移到诊断程序的知识库中，从而完成了诊断程序知识库的本身更新。变压装置故障诊断程序中需用的知识依照来源渠道可分为两种：①包含变压装置原理，运行知识、运行程序、规章等有关系统平稳性的先行知识。②依据专业经验，运作实际整合出的展示变压装置故障原因、特性及故障类型相关联的具有启示作用的判别知识。
3.1 针对故障树的知识采集
故障树变压器事故诊断体系将电力网络系统故障与构成该系统器件的故障紧密结合起来，尔后对有可能引发此系统故障的各类原因展开分析，汇总出本系统所有可能发生的异常状态（也就是故障树的所有最小割集），进而评估各类故障原因构成机制和传递渠道。故障树的顶事件相对于诊断程序系统应评估解决问题的目标，其底事件相对于诊断程序系统的逻辑推理判断，故障树从顶至底的各环节及逻辑程序相对于故障诊断程序的推理历程，而其最小型割集成为故障树和电脑故障诊断程序知识库的连接桥梁。
3.2 故障树的建立及分析
3.2.1 故障树的建立
故障树的建立是故障树分析法的基础，本文采用模块分解法来辅助建立电力变压器的故障树，解决了电力变压器结构复杂且故障模式繁多带来的建树困难。根据电力变压器的结构、功能特点和故障间逻辑关系，结合模块分解法，将电力变压器故障树分为绕组、铁心及夹件、油绝缘、套管、有载分接开关、冷却系统及非电量保护各故障子树。
3.2.2 定性分析
故障树定性分析的目的是为了获得故障树的所有故障模式，即找出所有最小割集从顶事件开始分析，依次将逻辑门的输出事件用其输入事件来代替，若通过或门，则输入事件竖向地写出，若通过与门，则横向地写出，直到将所有门事件全部置换成底事件为止。
3.3 定量分析
定量分析是为了进一步区分各底事件对顶事件的影响程度，即计算出各最小割集的故障概率，并且确定各最小割集对顶事件的重要度，即最小割集重要度计算。
4 结论
本文将基于故障树分析法的诊断专家系统应用于电力变压器故障诊断中，通过选用由故障树最小割集到知识库规则的知识获取方式和基于概率重要度的冲突消解策略，解决了知识获取难的问题，并提高了系统推理效率。