本發(fā)明涉及電力安全運(yùn)行技術(shù)領(lǐng)域，具體為一種基于專家數(shù)據(jù)庫(kù)的電力變壓器故障診斷系統(tǒng)。

背景技術(shù)：

電力變壓器是電力行業(yè)的重要設(shè)備之一，能否安全運(yùn)行關(guān)系到與之相連的電力系統(tǒng)的安全，其工作效率代表電力部門(mén)的財(cái)政收益，為保障電力變壓器的穩(wěn)定安全運(yùn)行，傳統(tǒng)的方法是對(duì)其進(jìn)行定期的預(yù)防性試驗(yàn)，例如進(jìn)行絕緣特性試驗(yàn)，耐壓試驗(yàn)等。這樣的維修方案通?？赡墚a(chǎn)生以下情況：在不需要維修時(shí)進(jìn)行維修，加快了設(shè)備老化和損壞的進(jìn)程；在需要維修時(shí)由于固定維修周期未到不予維修而使故障加劇，造成設(shè)備損壞乃至發(fā)生嚴(yán)重的事故。此外電力變壓器的故障診斷也是實(shí)現(xiàn)智能變電站的重要組成部分。電壓器的結(jié)構(gòu)復(fù)雜、故障種類繁多，根據(jù)常見(jiàn)的故障可分為短路故障、放電故障、絕緣故障、鐵芯故障、分接開(kāi)關(guān)故障和油流帶電故障，其中許多故障難以用數(shù)學(xué)方法表示其模型，其次各運(yùn)行變壓器的運(yùn)行環(huán)境、負(fù)荷性質(zhì)和網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)等不同，出現(xiàn)故障的幾率和故障特點(diǎn)也就不同，使其診斷過(guò)程中不確定因素增加；另外故障的產(chǎn)生、發(fā)展往往有一個(gè)漸變的過(guò)程，增加了其故障診斷的復(fù)雜度，使其很多時(shí)候需要依靠專家的經(jīng)驗(yàn)進(jìn)行解決，為此，我們提出了一種基于專家數(shù)據(jù)庫(kù)的電力變壓器故障診斷系統(tǒng)投入使用，以解決上述問(wèn)題。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的在于提供一種基于專家數(shù)據(jù)庫(kù)的電力變壓器故障診斷系統(tǒng)，以解決上述背景技術(shù)中提出的問(wèn)題。

為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供如下技術(shù)方案：一種基于專家數(shù)據(jù)庫(kù)的電力變壓器故障診斷系統(tǒng)，包括依次連接的無(wú)線傳感器子網(wǎng)、數(shù)據(jù)預(yù)處理和數(shù)據(jù)顯示模塊，所述無(wú)線傳感器子網(wǎng)通過(guò)監(jiān)測(cè)變壓器上布置的帶有傳感器的節(jié)點(diǎn)，可以實(shí)現(xiàn)對(duì)變壓器油中溶解氣體的實(shí)時(shí)采集，所述數(shù)據(jù)預(yù)處理對(duì)采集的數(shù)據(jù)進(jìn)行誤差剔除，消除電力變壓器個(gè)參數(shù)測(cè)量的不確定性，使數(shù)據(jù)更加準(zhǔn)確可靠，所述數(shù)據(jù)顯示模塊用于以數(shù)據(jù)表格和動(dòng)態(tài)曲線的方式顯示電力變壓器參數(shù)的實(shí)時(shí)趨勢(shì)，并顯示所述故障告警模塊發(fā)出的故障告警信息，所述數(shù)據(jù)顯示模塊分別與故障告警模塊和人機(jī)交互界面相連，所述故障告警模塊經(jīng)過(guò)自動(dòng)分析經(jīng)過(guò)所述專家系統(tǒng)對(duì)比后的數(shù)據(jù)，診斷出電力變壓器的故障類型，同時(shí)發(fā)出告警信息，所述人機(jī)交互界面與所述故障診斷模塊連接，所述故障診斷模塊與所述綜合查詢模塊連接，所述綜合查詢模塊根據(jù)查詢的內(nèi)容分為節(jié)點(diǎn)信息查詢、歷史故障查詢和變壓器運(yùn)行狀態(tài)歷史信息查詢，所述故障診斷模塊模擬在線監(jiān)測(cè)和人機(jī)交互數(shù)據(jù)，給系統(tǒng)提供檢驗(yàn)和調(diào)試診斷的正確方法，所述故障診斷模塊包含專家系統(tǒng)和數(shù)據(jù)源，所述專家系統(tǒng)包括知識(shí)庫(kù)、推理機(jī)制、知識(shí)獲取模塊和解釋機(jī)制，所述知識(shí)庫(kù)用于儲(chǔ)存領(lǐng)域?qū)＜姨峁┑念I(lǐng)域知識(shí)，包括書(shū)本知識(shí)、常識(shí)知識(shí)和由經(jīng)驗(yàn)得到的啟發(fā)性知識(shí)，所述推理機(jī)制包括知識(shí)庫(kù)管理系統(tǒng)和推理機(jī)，所述知識(shí)庫(kù)管理系統(tǒng)按要求自動(dòng)地控制、擴(kuò)展、更新知識(shí)庫(kù)中的知識(shí)，按照推理過(guò)程中的需求去搜索適用的知識(shí)，并對(duì)所述知識(shí)庫(kù)中的知識(shí)做出正確的解釋，所述推理機(jī)選取所述知識(shí)庫(kù)中對(duì)當(dāng)前問(wèn)題可用的知識(shí)，在問(wèn)題求解過(guò)程中生成并控制推理的進(jìn)程，所述解釋機(jī)制用于解釋系統(tǒng)每一步推理的含義，所述人機(jī)交互界面提供用戶與計(jì)算機(jī)交互的接口，將專家和用戶輸入的信息翻譯成系統(tǒng)可接受的內(nèi)部形式，同時(shí)把系統(tǒng)向?qū)＜一蛴脩舻妮敵鲂畔⑥D(zhuǎn)換為人易于理解的形式。

優(yōu)選的，所述無(wú)線傳感器子網(wǎng)由傳感器模塊、處理器模塊、無(wú)線通信模塊和能量供應(yīng)模塊組成。

優(yōu)選的，所述傳感器模塊布置在需要監(jiān)測(cè)的電力變壓器的各個(gè)節(jié)點(diǎn)上，所述處理器模塊為8位低功耗的CMOS微處理器，所述能量供應(yīng)模塊采用太陽(yáng)能電池供應(yīng)。

優(yōu)選的，所述數(shù)據(jù)預(yù)處理對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行誤差剔除時(shí)采用格羅貝斯判據(jù)準(zhǔn)則或萊特準(zhǔn)則或分布圖法。

優(yōu)選的，所述知識(shí)庫(kù)包括知識(shí)的收集和知識(shí)的表示兩方面，通過(guò)知識(shí)工程師與同專家的對(duì)話和從專家以往處理問(wèn)題的實(shí)例中抽取專家知識(shí)，并選擇合理的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)把獲取的專家知識(shí)形式化的存儲(chǔ)在知識(shí)庫(kù)中。

與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的有益效果是：本發(fā)明通過(guò)安裝在電力變壓器節(jié)點(diǎn)上的傳感器實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)變壓器的運(yùn)行情況，利用專家系統(tǒng)給出的推理機(jī)制合理的推論出變壓器的運(yùn)行參數(shù)，當(dāng)出現(xiàn)故障時(shí)能夠給出可能的故障類型，實(shí)現(xiàn)故障的自動(dòng)診斷，實(shí)現(xiàn)電力變壓器的安全穩(wěn)定運(yùn)行。

附圖說(shuō)明

圖1為本發(fā)明原理框圖；

圖2為本發(fā)明專家系統(tǒng)組成框圖。

具體實(shí)施方式

下面將結(jié)合本發(fā)明實(shí)施例中的附圖，對(duì)本發(fā)明實(shí)施例中的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實(shí)施例僅僅是本發(fā)明一部分實(shí)施例，而不是全部的實(shí)施例?；诒景l(fā)明中的實(shí)施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒(méi)有做出創(chuàng)造性勞動(dòng)前提下所獲得的所有其他實(shí)施例，都屬于本發(fā)明保護(hù)的范圍。

請(qǐng)參閱圖1-2，本發(fā)明提供一種技術(shù)方案：一種基于專家數(shù)據(jù)庫(kù)的電力變壓器故障診斷系統(tǒng)，包括依次連接的無(wú)線傳感器子網(wǎng)、數(shù)據(jù)預(yù)處理和數(shù)據(jù)顯示模塊，所述無(wú)線傳感器子網(wǎng)通過(guò)監(jiān)測(cè)變壓器上布置的帶有傳感器的節(jié)點(diǎn)，可以實(shí)現(xiàn)對(duì)變壓器油中溶解氣體的實(shí)時(shí)采集，所述數(shù)據(jù)預(yù)處理對(duì)采集的數(shù)據(jù)進(jìn)行誤差剔除，消除電力變壓器個(gè)參數(shù)測(cè)量的不確定性，使數(shù)據(jù)更加準(zhǔn)確可靠，所述數(shù)據(jù)顯示模塊用于以數(shù)據(jù)表格和動(dòng)態(tài)曲線的方式顯示電力變壓器參數(shù)的實(shí)時(shí)趨勢(shì)，并顯示所述故障告警模塊發(fā)出的故障告警信息，所述數(shù)據(jù)顯示模塊分別與故障告警模塊和人機(jī)交互界面相連，所述故障告警模塊經(jīng)過(guò)自動(dòng)分析經(jīng)過(guò)所述專家系統(tǒng)對(duì)比后的數(shù)據(jù)，診斷出電力變壓器的故障類型，同時(shí)發(fā)出告警信息，所述人機(jī)交互界面與所述故障診斷模塊連接，所述故障診斷模塊與所述綜合查詢模塊連接，所述綜合查詢模塊根據(jù)查詢的內(nèi)容分為節(jié)點(diǎn)信息查詢、歷史故障查詢和變壓器運(yùn)行狀態(tài)歷史信息查詢，所述故障診斷模塊模擬在線監(jiān)測(cè)和人機(jī)交互數(shù)據(jù)，給系統(tǒng)提供檢驗(yàn)和調(diào)試診斷的正確方法，所述故障診斷模塊包含專家系統(tǒng)和數(shù)據(jù)源，所述專家系統(tǒng)包括知識(shí)庫(kù)、推理機(jī)制、知識(shí)獲取模塊和解釋機(jī)制，所述知識(shí)庫(kù)用于儲(chǔ)存領(lǐng)域?qū)＜姨峁┑念I(lǐng)域知識(shí)，包括書(shū)本知識(shí)、常識(shí)知識(shí)和由經(jīng)驗(yàn)得到的啟發(fā)性知識(shí)，所述推理機(jī)制包括知識(shí)庫(kù)管理系統(tǒng)和推理機(jī)，所述知識(shí)庫(kù)管理系統(tǒng)按要求自動(dòng)地控制、擴(kuò)展、更新知識(shí)庫(kù)中的知識(shí)，按照推理過(guò)程中的需求去搜索適用的知識(shí)，并對(duì)所述知識(shí)庫(kù)中的知識(shí)做出正確的解釋，所述推理機(jī)選取所述知識(shí)庫(kù)中對(duì)當(dāng)前問(wèn)題可用的知識(shí)，在問(wèn)題求解過(guò)程中生成并控制推理的進(jìn)程，所述解釋機(jī)制用于解釋系統(tǒng)每一步推理的含義，所述人機(jī)交互界面提供用戶與計(jì)算機(jī)交互的接口，將專家和用戶輸入的信息翻譯成系統(tǒng)可接受的內(nèi)部形式，同時(shí)把系統(tǒng)向?qū)＜一蛴脩舻妮敵鲂畔⑥D(zhuǎn)換為人易于理解的形式。

其中，所述無(wú)線傳感器子網(wǎng)由傳感器模塊、處理器模塊、無(wú)線通信模塊和能量供應(yīng)模塊組成，所述傳感器模塊布置在需要監(jiān)測(cè)的電力變壓器的各個(gè)節(jié)點(diǎn)上，所述處理器模塊為8位低功耗的CMOS微處理器，所述能量供應(yīng)模塊采用太陽(yáng)能電池供應(yīng)，所述數(shù)據(jù)預(yù)處理對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行誤差剔除時(shí)采用格羅貝斯判據(jù)準(zhǔn)則或萊特準(zhǔn)則或分布圖法，所述知識(shí)庫(kù)包括知識(shí)的收集和知識(shí)的表示兩方面，通過(guò)知識(shí)工程師與同專家的對(duì)話和從專家以往處理問(wèn)題的實(shí)例中抽取專家知識(shí)，并選擇合理的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)把獲取的專家知識(shí)形式化的存儲(chǔ)在知識(shí)庫(kù)中。本發(fā)明中采用分布圖法對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行誤差剔除，其具體步驟為：

S1：將N個(gè)測(cè)量結(jié)果由小到大進(jìn)行排列，得到一個(gè)有序的測(cè)量序列X₁,X₂,X₃…X_N，并確定中位值：

N為偶數(shù)時(shí)；

N為奇數(shù)時(shí)；

S2：確定上四分位f_H及下四分位f_L，f_H為區(qū)間[X_M,X_N]的中位數(shù)，f_L為區(qū)間[X₁,X_M]的中位數(shù)；

S3：確定四分位離散度d_f，d_f＝f_H-f_L；

S4：確定有效數(shù)據(jù)的區(qū)間[ρ₁，ρ₂]：

ρ₁＝f_L-βd_f/2；

ρ₂＝f_H+βd_f/2，其中β為常數(shù)，其大小取決于測(cè)量系統(tǒng)的精度，通常取值為1、2；

S4：對(duì)于有序的測(cè)量數(shù)據(jù)，如X_i≤ρ₁或X_i≥ρ₂(i＝1,2,3…，N)，則剔除該數(shù)據(jù)，否則保留該數(shù)據(jù)。

盡管已經(jīng)示出和描述了本發(fā)明的實(shí)施例，對(duì)于本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員而言，可以理解在不脫離本發(fā)明的原理和精神的情況下可以對(duì)這些實(shí)施例進(jìn)行多種變化、修改、替換和變型，本發(fā)明的范圍由所附權(quán)利要求及其等同物限定。