何祖彬

（貴州省凱里供電局,貴州 凱里 556000）

1 故障診斷技術(shù)發(fā)展方向

故障診斷始于機(jī)械設(shè)備故障診斷，其全名是狀態(tài)監(jiān)測(cè)與故障診斷。故障診斷的技術(shù)手段是采用智能診斷方法和人工智能。用計(jì)算機(jī)去做原來(lái)只有人才能做的智能任務(wù)是智能診斷方法和人工智能的目的。實(shí)現(xiàn)人工智能的重要形式是專家系統(tǒng)。智能診斷方法中的新興方法之一是基于案例分析的診斷方法。另外基于輸入輸出的數(shù)學(xué)診斷方法包括:基于概率統(tǒng)計(jì)的時(shí)序模型診斷方法、基于線性和非線性判別函數(shù)的模式識(shí)別方法、基于距離判據(jù)的故障診斷方法、基于模糊數(shù)學(xué)的診斷方法、基于可靠性分析和故障樹(shù)分析的診斷方法、小波分析法以及混沌分析與分形幾何法、灰色系統(tǒng)診斷方法人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)等。診斷技術(shù)結(jié)合人工智能的應(yīng)用隨著計(jì)算機(jī)等新技術(shù)的采用得到了迅猛的發(fā)展。它不僅可以大大減少出錯(cuò)的可能的同時(shí)節(jié)省人力，還可以吸收多位專家的專業(yè)知識(shí)與經(jīng)驗(yàn)，形成完善的知識(shí)庫(kù)，實(shí)現(xiàn)知識(shí)與經(jīng)驗(yàn)共享。目前這個(gè)領(lǐng)域的研究主要沿著兩個(gè)方向展開(kāi):

第一是建立各種類型的專家系統(tǒng)。人們對(duì)基于知識(shí)的故障診斷系統(tǒng)進(jìn)行了大量研究，然而，隨著研究的深入后發(fā)現(xiàn)專家系統(tǒng)的應(yīng)用面臨許多實(shí)際困難，存在一些而需解決的問(wèn)題。比如缺乏有效的診斷知識(shí)表達(dá)、不確定性知識(shí)的推理以及診斷知識(shí)獲取困難等就是較為嚴(yán)重的問(wèn)題。專家系統(tǒng)(Es，Expert System)，實(shí)際是一個(gè)基于知識(shí)的計(jì)算機(jī)智能程序系統(tǒng)。在這個(gè)系統(tǒng)內(nèi)，儲(chǔ)存有某一領(lǐng)域人類專家大量的經(jīng)驗(yàn)和知識(shí)，并能像專家一樣運(yùn)用這些經(jīng)驗(yàn)和知識(shí)，通過(guò)模擬人類專家的思維決策過(guò)程對(duì)信息進(jìn)行推理和判斷，最后做出結(jié)論性的解答。專家系統(tǒng)作為一種擅長(zhǎng)邏輯推理和符號(hào)的處理智能計(jì)算機(jī)程序系統(tǒng)，已經(jīng)成為電氣設(shè)備故障診斷技術(shù)的一個(gè)重要研究方向和熱點(diǎn)。

第二是建立人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)(ANN)。近年來(lái)重新興起的一種人工智能方法是ANN基本理論，它為克服專家系統(tǒng)的缺陷開(kāi)辟了一條嶄新的途徑。它的并行處理能力、自學(xué)習(xí)功能倍受大家的青睞，其大規(guī)模并行處理能力可用于提高推理的速度，因而更適合于結(jié)構(gòu)復(fù)雜、故障機(jī)理不十分明顯的復(fù)雜設(shè)備的診斷。ANN在二次設(shè)備故障診斷方面主要用于兩類問(wèn)題的處理。一類是以處理在線信號(hào)入手，進(jìn)行信號(hào)的識(shí)別和分析，另一類是以離線數(shù)據(jù)為依據(jù)進(jìn)行分類和診斷。國(guó)內(nèi)外科技工作者對(duì)ANN在故障診斷領(lǐng)域的應(yīng)用表明:一方面，用ANN進(jìn)行故障診斷是一種很有前途的方法，尤其在那些難以描述故障信號(hào)與故障類型之間的邏輯關(guān)系，以及無(wú)法利用專家經(jīng)驗(yàn)進(jìn)行明確表達(dá)的場(chǎng)合;另一方面，ANN診斷技術(shù)還有不少有待于完善的地方，主要體現(xiàn)在，現(xiàn)有的網(wǎng)絡(luò)算法均存在不同程度的不足，從而制約著故障診斷準(zhǔn)確度的提高。

2 電力故障診斷技術(shù)

故障診斷，就是通過(guò)設(shè)備運(yùn)行或檢修時(shí)表現(xiàn)出的異常現(xiàn)象，對(duì)設(shè)備異常的程度、原因做出判斷。常見(jiàn)的診斷方法可概括為綜合法和比較法。它包括下列內(nèi)容:

2.1 與設(shè)備歷年(次)試驗(yàn)結(jié)果相比較

因?yàn)楸Ｗo(hù)設(shè)備在投產(chǎn)后都進(jìn)行過(guò)校驗(yàn)，與投產(chǎn)時(shí)數(shù)據(jù)，年校時(shí)數(shù)據(jù)，上次校驗(yàn)數(shù)據(jù)相比，如果有顯著性的差異，則常常說(shuō)明裝置可能有缺陷。

2.2 與同類型同廠家設(shè)備試驗(yàn)結(jié)果相互比較

因?yàn)閷?duì)同一類型及同一廠家的設(shè)備而言其裝置結(jié)構(gòu)相同，在相同的運(yùn)行和氣候條件下，其測(cè)試結(jié)果應(yīng)大致相同。若懸殊很大，則說(shuō)明裝置有可能有缺陷。

2.3 同一設(shè)備各相間的試驗(yàn)結(jié)果相互比較

因?yàn)橥辉O(shè)備，各相的運(yùn)行情況應(yīng)當(dāng)基本一樣，如果有一相試驗(yàn)結(jié)果與另兩相比較差異明顯，說(shuō)明該相可能有缺陷。

2.4 與檢驗(yàn)規(guī)程規(guī)定的允許偏差范圍相互比較

對(duì)有些試驗(yàn)項(xiàng)目，檢驗(yàn)規(guī)程規(guī)定了允許偏差范圍，若測(cè)量偏差范圍超過(guò)允許值，應(yīng)認(rèn)真分析，查找原因，或再結(jié)合其它試驗(yàn)項(xiàng)目來(lái)查找缺陷。

2.5 不同試驗(yàn)項(xiàng)目結(jié)果的綜合

只有綜合多參數(shù)判別的結(jié)果，才能得到全面、準(zhǔn)確的結(jié)論。故障和征兆之間不存在簡(jiǎn)單的一一對(duì)應(yīng)關(guān)系造成了故障診斷的困難性。由于設(shè)備故障與征兆之間關(guān)系的復(fù)雜性和設(shè)備故障的復(fù)雜性，形成了設(shè)備故障診斷是一種探索性的反復(fù)試驗(yàn)的特點(diǎn)。故障診斷過(guò)程是復(fù)雜的，這些數(shù)學(xué)診斷方法又各有優(yōu)缺點(diǎn)，研究故障診斷的方法成為設(shè)備故障診斷技術(shù)這一學(xué)科的重點(diǎn)和難點(diǎn)。因此不能采用單一的方法進(jìn)行診斷，而應(yīng)將多種方法結(jié)合起來(lái)應(yīng)用，以期得到最正確最接近事實(shí)的診斷結(jié)果，這也是今后診斷方法發(fā)展的方向。

3 設(shè)備狀態(tài)評(píng)估

設(shè)備狀態(tài)評(píng)估主要指設(shè)備狀態(tài)的技術(shù)評(píng)估，根據(jù)設(shè)備運(yùn)行工況、負(fù)荷數(shù)據(jù)、各類狀態(tài)檢測(cè)數(shù)據(jù)、缺陷信息、故障和事故信息、檢修數(shù)據(jù)等綜合狀態(tài)信息，依據(jù)規(guī)程標(biāo)準(zhǔn)、運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)、設(shè)備廠家技術(shù)指標(biāo)等判據(jù)，對(duì)設(shè)備的狀態(tài)信息進(jìn)行量化評(píng)分，從而判斷評(píng)估設(shè)備的真實(shí)狀態(tài)。設(shè)備狀態(tài)一般可以分為四種:

3.1 正常狀態(tài)指設(shè)備資料齊全，運(yùn)行及各種試驗(yàn)數(shù)據(jù)正常，容許個(gè)別數(shù)據(jù)稍有偏差，只要變化趨勢(shì)穩(wěn)定沒(méi)有運(yùn)行安全隱患的設(shè)備。

3.2 可疑狀態(tài)指存在不明原因的缺陷或某些試驗(yàn)數(shù)據(jù)表明設(shè)備可能有異常，但仍有某些不確定因素?zé)o法定論的設(shè)備。

3.3 可靠性下降狀態(tài)指設(shè)備存在比較嚴(yán)重的缺陷，或試驗(yàn)結(jié)果分析存在問(wèn)題，且已基本確定隱患部位及原因，同時(shí)該隱患在短期內(nèi)不會(huì)發(fā)展成事故的設(shè)備。

3.4 危險(xiǎn)狀態(tài)是指設(shè)備存在嚴(yán)重缺陷，或根據(jù)試驗(yàn)數(shù)據(jù)，運(yùn)行狀況表明隨時(shí)有發(fā)生事故的可能，要確定設(shè)備的狀態(tài)就要有合適科學(xué)的評(píng)估手段。

4 專家決策系統(tǒng)

狀態(tài)檢修中最關(guān)鍵的環(huán)節(jié)是故障診斷專家系統(tǒng)，它以監(jiān)測(cè)到的設(shè)備狀態(tài)信息為基礎(chǔ)，運(yùn)用專家?guī)熘写鎯?chǔ)的大量專業(yè)知識(shí)和經(jīng)驗(yàn)，提取反映繼電保護(hù)設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)的自檢信息、對(duì)用戶提出的該領(lǐng)域范疇內(nèi)的需要解決的問(wèn)題，通過(guò)推理、判斷，得出設(shè)備是否存在故障，并進(jìn)一步分析確定故障的位置、性質(zhì)及原因，得出分析結(jié)論，指導(dǎo)檢修計(jì)劃。

5 結(jié)束語(yǔ)

繼電保護(hù)設(shè)備對(duì)電網(wǎng)的穩(wěn)定運(yùn)行起著重大的作用，是電力系統(tǒng)中重要的組成部分，繼電保護(hù)裝置的誤動(dòng)或者拒動(dòng)都會(huì)給電網(wǎng)運(yùn)行帶來(lái)極大的影響。因此，目前運(yùn)行維護(hù)人員的首要任務(wù)是提高繼電保護(hù)裝置動(dòng)作的可靠性。而提高繼電保護(hù)裝置動(dòng)作的可靠性的關(guān)鍵是對(duì)二次設(shè)備進(jìn)行有效和及時(shí)的校驗(yàn)維護(hù)。追求更高的系統(tǒng)可靠性和用戶滿意度，注重降低成本是電力系統(tǒng)一直以來(lái)努力的目標(biāo)，降低成本的努力集中于降低運(yùn)行和維護(hù)費(fèi)用。

電網(wǎng)運(yùn)行的基礎(chǔ)是供電設(shè)備的檢修。占企業(yè)經(jīng)營(yíng)成本的一大部分支出為檢修技改費(fèi)用，檢修質(zhì)量如何直接影響供電可靠性和電能質(zhì)量，直接關(guān)系到電網(wǎng)運(yùn)行質(zhì)量。另外，隨著電網(wǎng)的發(fā)展，供電設(shè)備數(shù)量日益增多，迫使各電力公司更關(guān)注企業(yè)的利益，更注重企業(yè)資源的優(yōu)化配置，更注重追求企業(yè)利潤(rùn)的最大化，特別是電力體制改革的全面推進(jìn)，在設(shè)備的檢修費(fèi)用成本日益增加的壓力下，革新檢修方式，采用更為先進(jìn)的檢修管理手段己是迫在眉睫。

[1]李洪書(shū).單電源220kV線路繼電保護(hù)的運(yùn)行分析[J].

[2]黃益莊，李春光.微處理機(jī)方向橫差保護(hù)裝置的研究與應(yīng)用[J].

[3]宋斌,陳玉蘭,徐秋林等.微機(jī)橫聯(lián)差動(dòng)電流方向保護(hù)裝置[J].

[4]劉慶，李卓君.同桿并架線路保護(hù)有關(guān)問(wèn)題的研究[J].

[5]范玉.變壓器氣體繼電器保護(hù)動(dòng)作的原因與判斷[J].

[6]關(guān)德秋,曹雅萍.變壓器氣體繼電器動(dòng)作原因的分析[J].

[7]吳宏斌.變壓器氣體繼電器設(shè)計(jì)安裝的改進(jìn)[J].

[8]趙曼勇.微機(jī)線路保護(hù)整定計(jì)算時(shí)應(yīng)注意的問(wèn)題[J].