一种变压器故障诊断综合诊断模型研究

1、    一种变压器故障诊断综合诊断模型研究    雷敏 吴寿山 孙昭昌 魏振摘 要：电力变压器的正常稳定运行对电力系统的安全可靠性至关重要。因此，研究电力变压器的故障诊断方法非常重要。在本文中，提出了一种双层结构的综合故障诊断模型来评估变压器故障类型。关键词：变压器故障诊断； dga数据； afs-bp算法；模糊集合统计引言溶解气体分析（dga）被认为是国内外变压器潜在故障诊断中最成熟有效的方法。传统bp网络的故障分类精度相对较低，为了解决这个问题，提出了一种人工鱼群算法（afsa）来优化bp网络算法，从而形成了afs-bp算法。在本文中，构建了基于dg

2、a数据的组合不同诊断方法的多层综合故障决策模型。在模型第二层，采用模糊集合统计1统一不同方法的结果，最后使用故障诊断仿真验证了该方法的有效性。1. afs-bp神经网络bp算法是具有简单计算特征的梯度下降和局部搜索方法。然而，存在收敛速度慢，同时很容易进入局部最小值的问题。为了摆脱局部最小值，在此引入了人工鱼群优化算法2。在本文中，应用三层结构的bp神经网络，并应用人工鱼群算法进行优化。通过人工鱼群算法优化的bp神经网络可以简写为afs-bp（artificial fishswarm algorithm-back propagation）神经网络。 采用聚类方法产生30只人工鱼，初始化鱼类参数

3、（包括感知距离v=40，初始步长=10，拥挤度因子=1，最大迭代次数gmax=40，=1e-5）。對网络进行训练，然后使用收集到的1186组dga测试样本检验网络的故障分类能力。其中一次运算的收敛过程及诊断结果分类准确度如图1和2所示。从图中可以看出，鱼群平均最优值在寻优过程中会有反复，但最优人工鱼一直在接近最优值。不管是最优人工鱼还是平均人工鱼，鱼群寻优的速度非常快，迭代7次就已经接近最优值。2 比值法成熟的比值法包括iec三比值法、电协研法、改良三比值法、duval三角法、rogers三比值法、hae三角法和td图法这7种。3综合故障诊断模型1）输入和输出向量在油色谱图分析领域，h2，ch

4、4，c2h6，c2h4，c2h2，co和co2是变压器内部故障的有价值气体。考虑到分散dga数据，本文采用h2，c2h6，c2h4，c2h2，co和co2含量数据作为诊断模型的输入向量。归一化方式是使气体含量除以数据集中相同种类气体的最大含量。输出向量设置为低能量放电（ld），高能量放电（hd），低温和中温过热<700。c（mlt），高温过热>700 oc（ht）和放电兼过热（td）。2）诊断模型首层首先，iec三比值法、电协研法、改良三比值法、duval三角法、rogers三比值法、hae三角法和td图法这7种成熟的比值法及iafs-bp神经网络法单独诊断，各自得出结果。3）第二

5、层故障诊断模型在第二层，建立模糊集值统计法统计模型，借助专家系统对7种比值法及iafs-bp网络诊断的结果进行融合。在模型中，e=e1，e2，e8分别表示iec三比值法、电协研法、改良三比值法、duval三角法、rogers三比值法、hae三角法、td图法和神经网络8种方法；x=x1，x2，x5分别表示低能放电（ld）、高能放电（hd）、中低温过热（mlt）、高温过热（ht）、放电兼过热（td）5种故障。4变电站故障诊断某变电所2#330kv主变，某次离线检测得到的色谱数据如表1所示。由阈值诊断发现c2h2含量超标，因此将数据输入dga综合诊断模型。8种诊断方法的结果如表5所示。代入公式得到所

6、有故障的分数向量为，可见，第一种类型故障的隶属度最大，即一级诊断的结果为：ld，低能放电故障。事故分析的结果为悬浮电位放电，与诊断结果相符。5总结1）利用bp神经网络处理故障信息的优点，本文提出了一种基于bp神经网络的人工鱼群算法用于故障诊断。通过变压器故障诊断的例子，表明该方法可以有效提高故障诊断精度。2）在模型第二层，专家系统用于综合基于模糊集值统计的8种dga诊断方法的结果。实例表明该dga综合诊断模型可以对故障类型进行准确区分。参考文献：1sun y， zhang s， miao c， et al. improved bp neural network for transformer fault diagnosisj. journal of china university of mining and technology， 2007， 17（1）： 138-142.2李晓磊. 一种新型的智能优化方法-人工鱼群算法d. 浙江大学博士学位论文， 2003.科学与财富2018年16期科学与财富的其它文章施