交互式推理应用在电力变压器故障诊断中的研究

吕学宾 黄锐 王震 杨晓滨

摘 要：作为电力系统重要组成部分，电力变压器的运作方式和运行状态对电网运作的稳定性与安全性起着关键作用。采取有效措施，建立科学体系，实现对电力变压器故障诊断系统的实时监控意义重大。本文通过建立电力变压器故障诊断系统基础模型的阐述，结合实际，分析对比变压器运行状态中的数据信息，辅助科学手段，选择合理的测试项目，对产生故障的严重程度进行分析，逐步对故障原因进行查找并及时解决。

关键词：交互式；推理应用；电力变压器；故障诊断

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2016.07.136

随着科学技术的发展，原有的变压器故障检测技术与检测方式已经不能满足实际工作需求，智能化检测方法在检测变压器故障过程中得到广泛应用，而交互推理作为人工智能的重要内容，可用专业知识实施逻判断与推理，对专家决策的过程进行有效模拟。针对大量故障对电力变压器故障机理所具有的复杂性与多样性深入分析，最终提出建立电力变压器故障诊断专家系统。

1 专家系统模型构建及作用

知识库、综合数据库、解释器、以及推理机等组成电力变压器故障诊断专家系统。其中知识库主要用于管理和储存方面的技术知识，对推理中所需数据、结果与结论进行专门储存。而对于专家系统而言，其综合数据库的主要职能就是对台账信息、运行状态及诊断结果等；具有开放式结构的专家系统，可以实现用户在专用模块完成知识库内容进行修改、增加等；而解释器则是针对专家系统对用户进行解释的行为；对当前的问题的已知信息及相关条件，对知识库进行循环匹配，取得问题结果。专家系统通过对故障诊断，完成以知识库为根据的交互式故障问题的判断过程。

2 专家系统的推理流程

专家系统在推理时，如果相应规则不匹配，致使诊断结果无法获取或者运用其他推断方式进行既有数据的分析，继而推断出优先的测试项目。交互式电力变压器故障诊断推理的具体流程为：首先将需要诊断的既有的台账信息、实验数据及运行记录等相关数据由生产系统直接导入；分析处理需要诊断的变压器的既有数据，在超出诊断日期后所取得的实验数据为过期数据，在过期数据被剔除后，再完成电力变压器各数据与和其相对应的条件属性值的转换；然后对规则记录进行搜索，做相似度对比。如果相似度达不到100%的标准，应反复对比，直至建议给出为止；根据建议做相关项目测试，并将所得数在系统中做出记录；对上述步骤进行反复操作，最后查出电力变压器故障或者缺陷。

3 研究开发交互式电力变压器故障诊断专家系统

3.1 设计辅助决策系统的数据库

数据库的结构是否合理是专家系统的诊断程序的性能，本专家系统开发所用数据库为Oracle型，该数据库由知识库和综合库组成。综合库通过主键ID变压器联系各表，在故障诊断中，应当先确定该变压器的ID设备，经过ID设备将各表中需要字段进行读取，使读取数据的效率得到提高，表的空间被充分利用。

知识库的设计，应将规则录入表中，将规则的序号设为主键，当故障诊断和规则循环达到匹配时，利用主键实施相应条件、所得故障结论和针对故障处理建议的搜索。

3.2 交互推理机工作流程

在变压器的工况出现异常检测装置出现报警，诊断故障启动，首先对报警的变压器ID设备读取，对变压器的铭牌参数的基础信息、测试表中的数据信息以及在线监测的数据信息进行调用。然后通过相关技术进行符合规则前提条件值的转换，并将转换后的值编制变压器数组，然后利用知识库中的运行规则进行编号循环匹配，最后进行相似度的计算。当完全匹配规则存在时，可对规则标号读取，并对该规则所得结论与故障处理建议进行调用。通过ID设备将结果保存到。若没有与之完全相匹配的规则，可将最高相似度规则编号，并对不相匹配的项进行判断，最终诊断出导致变压器产生故障的原因，对诊断结果进行保存。

4 案例诊断分析

某年某月某日，某变电站的2号主变出现在线监测数据异常，经过本系统分析后建议工作人员做故障分析诊断，工作人员首先启动诊断器对故障变压器进行电压等级、电容、以往实验数据进行调用，然后进行相似度匹配，第一次诊断结果相似度为0，诊断中发现C3的统计次数出现率最高，然后对C3做反复离线测试，并作测试数据收录系统进行分析，得出相应的匹配规则后，再分析变压器，最终得出诊断结果为变压器的故障由两线间导线短路引起。这种情况与厂商给出的在设备制造中由于两线之间存有金属异物引起故障相符。然后工作人员对导线进行修复，并对修复后的设备用兆欧表进行检测，证明设备故障消除。

5 结束语

种种迹象表明，交互式推理在电力变压器故障诊断过程中的应用，应结合现场实际建立交互式故障诊断模型，通过对各种参数的相似度对比选择最佳测试项目，对专家系统的故障排除进行模拟，使交互式推理功能充分发挥，编制实时监测、诊断电力变压器故障的软件，提供变压器的智能化方案；实现知识库的全开放，并建立软件专用模块，完善修改、查询、增加知识的功能，使知识库更新问题得到有效解决。

参考文献：

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