電力設(shè)備故障診斷的現(xiàn)狀及發(fā)展對策

摘要:當(dāng)前如何有效實(shí)現(xiàn)電力設(shè)備故障診斷以及如何提高故障診斷的準(zhǔn)確率是一個(gè)熱點(diǎn)研究課題，本文先研究電力設(shè)備故障診斷的發(fā)展及國內(nèi)外研究現(xiàn)狀，然后再研究電力設(shè)備故障監(jiān)測在變電站綜合自動(dòng)化中的重要性，最后研究電力設(shè)備故障診斷方法。

關(guān)鍵詞:電力設(shè)備 故障診斷 現(xiàn)狀 發(fā)展對策

當(dāng)前變電站在使用電力設(shè)備傳統(tǒng)的故障診斷技術(shù)，這種傳統(tǒng)的故障診斷技術(shù)完全不適應(yīng)現(xiàn)在電力設(shè)備監(jiān)測的需要。而當(dāng)前信號(hào)處理技術(shù)、神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)法和專家故障診斷系統(tǒng)的應(yīng)用仍然是故障診斷研究的熱點(diǎn)。

1 電力設(shè)備故障診斷技術(shù)的發(fā)展現(xiàn)狀

我國在故障診斷技術(shù)方面的研究起步較晚，初級(jí)階段是了解設(shè)備診斷技術(shù)的重要性，設(shè)備故障診斷技術(shù)的相關(guān)理論研究比較多，以快速傅里葉變換、譜分析、信號(hào)處理等技術(shù)為基礎(chǔ)，以電力設(shè)備故障診斷為主要目標(biāo)。高級(jí)階段以現(xiàn)代化管理的需要為前提，出現(xiàn)了診斷技術(shù)迅速發(fā)展的局面，以模式識(shí)別、智能化專家故障檢測系統(tǒng)及其計(jì)算為基礎(chǔ)，全方位開展了設(shè)備的故障診斷研究，從實(shí)際生產(chǎn)應(yīng)用上形成了具有我國特點(diǎn)的故障診斷理論，研究出了世界水平的電力設(shè)備狀態(tài)監(jiān)測與故障診斷系統(tǒng)。

而在20世紀(jì)90年代，發(fā)達(dá)國家電力研究所早已開始了對變電站電力設(shè)備故障診斷技術(shù)的研究，經(jīng)過20多年的努力研究，在變電站性能監(jiān)測和診斷方面，發(fā)達(dá)國家的電力設(shè)備診斷技術(shù)一直領(lǐng)跑于其他發(fā)展中國家。英國電力公司也在1990年開始了變電站故障診斷工作研究，而在1995年研發(fā)了一個(gè)大型的變電站故障診斷系統(tǒng)，在1997年又進(jìn)行變電站SIS系統(tǒng)的研究，到2003年SIS系統(tǒng)應(yīng)用于大型電站故障監(jiān)測診斷系統(tǒng)，如圖所示:

2 電力設(shè)備故障診斷在電力事業(yè)發(fā)展中的重要性

由于電力系統(tǒng)規(guī)模的不斷擴(kuò)大，電力設(shè)備故障發(fā)生率逐步增加，對電力設(shè)備的可靠性及技術(shù)水平要求也日益提高，特別是變電站無人值班的逐漸推廣，對電力故障檢測系統(tǒng)的要求也越來越高。

當(dāng)前我國有些變電站大都建立了在線監(jiān)測系統(tǒng)，并且也有一部分變電站實(shí)現(xiàn)了無人值守，但是由于變電站中電力設(shè)備種類繁多，結(jié)構(gòu)比較復(fù)雜，如果設(shè)備出現(xiàn)故障，工作人員就會(huì)顯得無可奈何。因此，無論是常規(guī)變電站還是無人值守變電站，在其監(jiān)控系統(tǒng)中，都需要增加一個(gè)在線監(jiān)測和故障診斷專家系統(tǒng)用以作為輔助決策手段，進(jìn)而提高監(jiān)控能力。要想實(shí)現(xiàn)真正的無人值守，需要加入電力設(shè)備在線監(jiān)測和故障診斷的內(nèi)容。

3 電力設(shè)備故障診斷的發(fā)展對策

3.1 利用神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)法對電力設(shè)備故障進(jìn)行診斷 神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)具備高度神經(jīng)計(jì)算能力和極強(qiáng)的自適應(yīng)性、魯容性、容棒性和容錯(cuò)性。用神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)處理問題只需要進(jìn)行簡單的非線性函數(shù)的數(shù)次復(fù)合，不需要建立任何物理模型和人工干預(yù)，具有自組織、自學(xué)習(xí)能力，能映射高度非線性的輸入輸出關(guān)系，重新觀察現(xiàn)象之后判斷輸出。神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)法在故障診斷中得到高度重視和廣泛應(yīng)用，它在處理不確定性問題時(shí)具有獨(dú)特的優(yōu)勢。其診斷流程如圖所示:

神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)法在電力設(shè)備故障診斷中主要按照油中氣體分析的特征氣體法和IEA三比值法，神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型中應(yīng)用最廣泛的是MO神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型，采用廣義誤差反傳(Generalized Error-Back Propagation GBP)神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)設(shè)計(jì)了一種變壓器故障診斷方案，能對故障進(jìn)行正確的分類。利用競爭學(xué)習(xí)理論的Mohonen自組織網(wǎng)絡(luò)模型，網(wǎng)絡(luò)規(guī)模小，分類能力強(qiáng)，克服了BP網(wǎng)絡(luò)的缺點(diǎn)，試算結(jié)果令人滿意。根據(jù)徑向基函數(shù)網(wǎng)絡(luò)理論(RBO網(wǎng)絡(luò))，將健康振動(dòng)信號(hào)和斷路器實(shí)際振動(dòng)信號(hào)波峰幅值。

3.2 采用專家系統(tǒng)進(jìn)行電力設(shè)備故障診斷 專家系統(tǒng)(Expert System)是人工智能中最成功和最有效的一個(gè)系統(tǒng)，它是模擬人腦專家的思維決策過程，系統(tǒng)內(nèi)存儲(chǔ)著大量領(lǐng)域知識(shí)和豐富經(jīng)驗(yàn)，對客戶提出的問題進(jìn)行推理和判斷，能解決只有專家系統(tǒng)才能解決的故障問題。