變壓器故障類型診斷的實用方法

白俊平,劉燕軍,常軍素,吳曉飛,蕭淑霞,顧曉紅（.河北機電職業(yè)技術(shù)學(xué)院電氣工程系; .冀中能源股份有限公司電力部,河北 邢臺 054000）

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變壓器故障類型診斷的實用方法

白俊平1,劉燕軍1,常軍素2,吳曉飛1,蕭淑霞1,顧曉紅1
（1.河北機電職業(yè)技術(shù)學(xué)院電氣工程系; 2.冀中能源股份有限公司電力部,河北 邢臺 054000）

摘 要：粗糙集理論具有對知識的約簡能力，利用粗糙集對原始數(shù)據(jù)實施條件屬性的簡化，再用得到精簡后的規(guī)則集測試樣本數(shù)據(jù)，結(jié)果表明結(jié)合粗糙集與模糊理論進(jìn)行的變壓器診斷故障算法精度高。

關(guān)鍵詞：變壓器；粗糙集；故障診斷

0 引言

電力變壓器的可靠運行，是電力系統(tǒng)安全與穩(wěn)定的前提。事實上，電力變壓器在運行過程中會出現(xiàn)這樣和那樣的故障，而且這些事故和故障具有模糊性，使得準(zhǔn)確地判斷電力變壓器故障及類型顯得非常困難，本文提出結(jié)合粗糙集與模糊理論進(jìn)行變壓器故障診斷的方法。

1 故障診斷的結(jié)構(gòu)方框圖

故障診斷的結(jié)構(gòu)方框圖如圖1。

2 變壓器的故障診斷過程

（1）原始數(shù)據(jù)的預(yù)處理。在變壓器故障征兆數(shù)據(jù)中，對可能有的噪聲數(shù)據(jù)、冗余數(shù)據(jù)、不完全數(shù)據(jù)清理、選擇、規(guī)約和數(shù)據(jù)質(zhì)量分析；

（2） 獲得決策系統(tǒng)。對變壓器的屬性數(shù)據(jù)集中的具有連續(xù)屬性的值進(jìn)行離散，來滿足粗糙集的要求；

（3）決策表的約簡。用決策邏輯去除每個決策規(guī)則的不必要因子，消去每條規(guī)則中冗余屬性數(shù)值，從而獲得簡化決策表；

（4）獲取規(guī)則的模糊化處理。利用模糊集理論進(jìn)行最小屬性集邊界的模糊處理，獲得最后的決策規(guī)則；

（5）診斷結(jié)果驗證。上述診斷方法的準(zhǔn)確性用測試數(shù)據(jù)來驗證6種故障（Ⅰ低溫過熱、Ⅱ高能量放、Ⅲ中溫過熱、Ⅳ高溫過熱、Ⅴ局部放電電、Ⅵ低能放電）診斷結(jié)果。

3 變壓器故障類型診斷的實例分析

抽取電力變壓器的內(nèi)部故障特征氣體具有代表性的歷史比值數(shù)據(jù)確立電力變壓器故障診斷的原始決策表，實現(xiàn)連續(xù)屬性的離散化，然后結(jié)合粗糙集及模糊理論獲得最終的變壓器故障診斷規(guī)則。對獲得的決策規(guī)則利用某電力公司測試樣本進(jìn)行測試。為了方便比較，與此同時也用傳統(tǒng)的三比值法來診斷，診斷結(jié)果如表1所示。

13　 31　 7.2　 8.3　 1.7　 18　低能放電　200　無編碼　低能放電14　 185　 235　 18.1　 236　 31.6　電弧放電兼過熱　122無編碼　高溫過熱15　 165.6 　 28.21　 6.71　 12.2　 0.31　溫度607℃　112無編碼　無故障16　 891　 728　 244　 1815　 22.2　鐵芯多點接地　002無編碼　高溫過熱17　 7.3　 5.6　 3.2　 2.5　 3.21　無故障　100　無編碼　無故障18　 790　 391　 171　 561　 12.2　高溫過熱　002無編碼　高溫過熱19　 152　 26　 3.6　 63　 90.1　圍屏放電　102　高能放電高能放電20　 25.5　 297　 0　 69.2　 8.60　放電兼過熱　122無編碼　高溫過熱21　 301　 491　 181　 361　 93　中溫過熱　121無編碼　中溫過熱22　 4660　 3501　 5041　 2122　 2560.5電弧放電　101　低能放電火花放電23　 172　 335　 171　 815　 37.1　高溫過熱　022　高溫過熱高溫過熱24　 125　 106　 12　 156　 224.2　高能放電　102　高能放電高能放電25　 221　 340　 41　 481　 14.3　高溫過熱　022　高溫過熱高溫過熱

診斷結(jié)果證明，結(jié)合粗糙集和模糊理論構(gòu)建改進(jìn)三比值法的故障判斷的核值表診斷25個樣本，與經(jīng)典的三比值法診斷25個樣本(見表1)比較 ，明顯看出本文提出的方法診斷精度較高。

4 結(jié)語

本文所提出的電力變壓器故障診斷流程，能處理信息不全的或有錯誤的變壓器征兆，故障診斷的準(zhǔn)確率較高，約簡決策表法診斷電力變壓器的復(fù)合故障有效處理了三比值法在這種情況下的局限性。實例分析很好的證明了本文方法的準(zhǔn)確性。

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河北省高等學(xué)校科學(xué)技術(shù)研究項目（編號Z2013030）

作者簡介：白俊平（1967-），女，河北邢臺人，碩士，副教授，主要從事：高電壓技術(shù)和高壓設(shè)備的試驗和狀態(tài)診斷方面的研究和教學(xué)工作。

DOI:10.16640/j.cnki.37-1222/t.2016.02.208