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基于 概率推理和模糊数学的变压器综合故障

基于 概率推理和模糊数学的变压器综合故障

点击数:7115 次   录入时间:03-04 11:55:44   整理:http://www.55dianzi.com   电工基础
  定义6 d的解释度Q(d)为故障d能够解释模糊征兆集M存在与M不存在的程度,并且下式成立式中Q)分别反映了d在多大程度上引起中征兆的存在和中征兆的不存在Q)代表由d的先验概率组成的加权。

  进而定义故障集D的解释度为故障集中各元素解释度之和,即Q(D定义7令L(D)表示D的相对似然函数,则中非0元素的个数。

  从以下4方面也可看出定义6、7与实际情况是一致的。

  (1)相对似然度随着已存在征兆的隶属度以及征兆与故障之间的因果强度的增加而增大。如果存在某征兆的可能性很大,而且故障d与该征兆之间有很强的相关性(因果强度),则故障d出现的可能性相对较大。如果故障d与某征兆之间没有太大相关性,即使该征兆存在的可能性很大,故障d出现的可能性也不会大。

  (2)对于确定不存在的征兆,相对似然度随着征兆的隶属度以及征兆与故障之间的因果强度的增大而减小。如果d与某征兆之间有很强的相关性(因果强度),而且这一征兆不出现的可能性又很大,那么故障d出现的可能性相对较小。

  (3)假设不存在的征兆与存在的征兆对相对似然度的影响是相同的,那么常见故障成为诊断解的可能性比罕见故障大。

  的非冗余覆盖集D中解释度最大的元素仍然能覆盖M,则该故障单独出现的可能性比它与其它故障同时出现的可能性更大。

  由此可见,似然函数的确定方法是合理的。进而可定义模糊故障诊断问题的最佳解为解中似然度最大者。

  在求解征兆的非冗余覆盖集时,如果将M中的元素同等对待这显然不合理,例如:m的隶属度为0 .1,若要求D一定覆盖m与实际情况不符。因此规定,若μ(m)0 .5,则要求非冗余覆盖集D一定覆盖m否则D可以覆盖m也可以不覆盖m 6变压器综合故障诊断模型6 .1模糊征兆集及其隶属函数本文将征兆集在文的基础上又重新进行了筛选,剔除对诊断帮助不大或不易得到的征兆而得到的征兆集M、M和M的模糊边界(记为a)以及相应隶属函数如表1所示。模糊边界的确定大部分以规程为准笔者根据已收集到的近年来大量实测数据的整理分析,对少数边界进行了修正。

  考虑到模糊边界数量级对隶属函数的影响,采用半梯形分布来确定隶属度,其函数表达式如下(1)降半梯形分布诊断编号模糊边界隶属函数隶属于M / A铁芯接地电流(三比值编码呈过热性故障特征)开放式封闭式按模糊集计算公式(绕组直流电阻的三相不平衡系数)1.6MVA及以下变压器1.6MVA以上变压器/(m g/ L)(变压器本体油中含水量)kV及以下(三比值编码呈放电性故障特征)开放式封闭式按模糊集计算公式(绕组变比偏差绝对值)额定分接(pC)(局部放电量)按模糊集计算公式(绕组的吸收比或极化指数)吸收比极化指数(2)升半梯形分布将升半梯形分布和降半梯形分布分别记为:2, x)。对于征兆m即局部放电量取a =1 .5a 而对其它征兆取a =1 .2a.并将模糊征兆三比值编码分析成过热故障特征和放电故障特征,分别分解为几个模糊集组合的形式,且满足前述的模糊集的运算规律。

  6 .2故障集及其先验概率和因果强度的确定本文中故障集的先验概率P以及故障与征兆间的因果强度是先通过对227台次故障变压器的统计而得到的。由于所掌握的电气数据相对较少,目前在电气征兆与故障间因果强度的确定过程中暂时先加入了一些主观经验(以后将进一步修正)。本文所用的故障集合D、先验概率P、故障与征兆间的因果强度C分为暂时加入了主观经验)。

  7故障诊断实例浙江某变电站7号主变,过去某次的色谱结果中各气体的浓度如下(×10 =3 350.在进行的电气试验项目中,绕组的三相不平衡系数为1 .9,铁芯接地电流因此各特征气体的比值如下φ=8 .35.三比值编码为002 ,由于在三比值编码表中没有该编码,所以难以用于判定故障类型。而由8.因为m和m的隶属度均小于0 .5,所以的非冗余覆盖集有d。对它们的相对似然度计算如下同理可得L(d)可得d为其最佳诊断解,而由表2可见这时出现分接开关及引线故障的可能性最大。

  、先验概率P列表故障类型征兆类型因果强度/ 概率/ 铁芯多点接地及局部短路绝缘老化漏磁发热或磁屏蔽放电过热匝绝缘损伤并匝间短路绝缘受潮分接开关事故及引线故障悬浮放电围屏放电绕组变形并匝间短路其它而本台变压器的实际吊芯结果为:35kV侧分接开关A相第3分头过热,有变黑及融化现象,诊断结论与实际情况相吻合。

  本文先后选择了20台次故障变压器作为诊断样本,用三比值法诊断有15台次判断正确,用文的诊断模型有17台次判断正确,而用本文提出的诊断模型有19台次判断正确,各种方法的诊断结果比较如附录所示。可见本模型不仅利于解决三比值法难以解决的故障诊断问题,而且其正判率也进一步提高。

  8结论(1)由于在电力设备的故障诊断中同时存在具有随机性和模糊性的不确定因素,因此单纯用概率统计或模糊数学的方法都不利于准确地映射故障的特性。本文提出了一种将两者相结合的方法,并在此基础上重新定义了诊断问题,重构了相对似然函数,进而建立了相应的诊断模型。它不仅有助于解决三比值法因编码不全而难以作出结论的不足,而且比仅基于概率统计的诊断模型具有更高的正判率。

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