本文關(guān)鍵詞：電力設(shè)備故障診斷及狀態(tài)檢修的研究，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

東南大學(xué)

碩士學(xué)位論文

電力設(shè)備故障診斷及狀態(tài)檢修的研究

姓名：柳綱

申請學(xué)位級別：碩士

專業(yè)：電力系統(tǒng)及其自動化

指導(dǎo)教師：唐國慶

20040401

摘要

電力設(shè)備一般在室外運行．其中大型電力變壓器的工作環(huán)境都比較惡劣，日常都２４小時投入運行，因為在室外，運行人員對其監(jiān)管力度相對室內(nèi)的二次設(shè)備較小。目前，隨著電力工業(yè)的迅速發(fā)展，變壓器的數(shù)量和額定容量都逐漸增加。電力變壓器在電力系統(tǒng)中的作用和地位變得越來越重要，因此加強變壓器智能故障診斷和狀態(tài)檢修的研究是一件很有意義而且十分必要的工作。

本文在文【１１］和文［１２１的基礎(chǔ)上進一步深入，應(yīng)ｊ｛ｊ信息處理技術(shù)和人工智能技術(shù)對變壓器的故障部位確定、變壓器狀態(tài)檢修的決策支持系統(tǒng)進行了分析，其內(nèi)容有如下幾點：１，討論了電力變壓器運行中常見的異常情況及其類型，總結(jié)了幾種工程上常見的故障識別和故障性質(zhì)判斷方法，在文【１１］提出的變壓器故障診斷系統(tǒng)模型的基礎(chǔ)上，進～步深化了該系統(tǒng)：

２．～方面由于變壓器故障征兆項目繁多和故障部位的多樣使得僅僅利用神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)難以全面確定變壓器存在故障的元件，另一方面在對變壓器的長期檢測、維修過程中，檢修人員對變壓器的故障檢修積累了大量的經(jīng)驗，這些檢修經(jīng)驗亟待轉(zhuǎn)化為故障診斷規(guī)則。因此本文嘗試運用決策樹ＩＤ３算法確定變壓器故障部位，該方法基于熵值理論，利用常規(guī)電氣試驗的結(jié)論，借鑒現(xiàn)場運行、診斷經(jīng)驗，結(jié)合變壓器的外部信息，形成變壓器故障部位診斷的規(guī)則：

３．初步診斷出變壓器故障之后，專家一般就要對變壓器檢修方式提出若干意見和建議。變壓器的檢修工作是一個涉及經(jīng)濟利益、社會影響等的復(fù)雜的問題。由于牽涉的因素較多，決策者常常難以作出正確的選擇，為此本文利用層次分析法建立一個狹策支持系統(tǒng)，它能夠從多個預(yù)選方案中選擇適當?shù)臋z修方案，給決策人員有益的理論支持，實現(xiàn)電力設(shè)備的狀態(tài)檢修；

４．運用ＪＡＶＡ技術(shù)，實現(xiàn)了一個電力設(shè)備預(yù)防性試驗管理系統(tǒng)，能夠管理電氣設(shè)備臺帳、預(yù)防性電氣試驗記錄，預(yù)測變壓器油中氣體的含量，并能根據(jù)在線檢測和預(yù)防性電氣試驗記錄對設(shè)備進行故障診斷。該軟件包基于企業(yè)內(nèi)部的ｌｎＩｒａｎｅｔ網(wǎng)絡(luò)，采用Ｃ／Ｓ結(jié)構(gòu)。具有可移植性強、維護方便、便于擴充等特點。

關(guān)鍵詞：熵、故障診斷、決策樹、狀態(tài)檢修、決策支持系統(tǒng)、層次分析法Ｉ

Ａｂｓｔｒａｃｔ

Ｐｏｗｅｒｔｒａｎｓｆｏｒｍｅｍａｆｅｕｓｕａｌｌｙｉｎｓｔａｌｌｅｄｏｕｔｄｏｏｒｓ，ＩｎｍｏｓｔＣａＳｅＳ，ｌａｒｇｅ－ｓｃａｌｅｐｏｗｅｒｔｒａｎｓｆｏｒｍｅｒｓａｒｅｏｐｅｒａｔｅｄｃｅａｓｅｌｅｓｓｌｙａｌｌｄａｙｗｉｔｈｏｕｔｍｏｎｉｔｏｒｉｎｇｂｙｈｕｍａｎｉｎｂａｄｅｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔ．Ｂｅｃａｕｓｅｏｆｏｐｅｒａｔｉｎｇｏｕｔｄｏｏｒｓ，ｔｈｅｙａｒｅｍｏｎｉｔｏｒｅｄｌｅｓｓｔｈａｎＳｅｃｏｎｄａｒｙｅｑｕｉｐｍｅｎｔｓｗｈｉｃｈａｒｅｉｎｓｔａｌｌｅｄｉｎｄｏｏｒｓ．Ａｔｐｒｅｓｅｎｔ，ｔｈｅｑｕａｎｔｉｔｙａｎｄｔｈｅｃａｐａｃｉｔｙｏｆｔｒａｎｓｆｏｒｍｅｒｓａｒｅｇｒｏｗｉｎｇｇｒａｄｕａｌｌｙ

ａｎｗｉｔｈｔｈｅｒａｐｉｄｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔｏｆｅｌｅｃｔｒｉｃｐｏｗｅｒｉｎｄｕｓｔｒｙ．Ｐｏｗｅｒｔｒａｎｓｆｏｒｍｅｒｓｐｌａｙｉｍｐｏｒｔａｎｔ

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１、ｎｌｅａｂｎｏｒｍａｌｉｔｙａｎｄｉ乜ｔｙｐｅｔｈａｔｉｓａｖａｉｌａｂｌｅｉｎｔｒａｎｓｆｏｒｍｅｒｏｐｅｒａｔｉｏｎａｒｅｉｎｖｅｓｔｉｇａｔｅｄ．Ｉｔｉｓｎｏｔｅｄｔｈａｔｔｈｅｒｅｅｘｊｓｔｓｅｖｅｒａｌｍｅｔｈｏｄｓｆｒｅｑｕｅｎｔｌｙｕｓｅｄｆｏｒｆａｕｌｔｉｄｅｎｔｉｆｉｃａｔｉｏｎａｎｄｆａｕｌｔｐｒｏｐｅｒｔｙｊｕｄｇｍｅｍ．Ｔｈｅｔｒａｒｔｓｆｏｒｍｅｒｓ

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２、Ｏｎｅｓｉｄｅｄｕｅｔｏｍｕｌｔｉｐｌｉｃｉｔｙｏｆｔｒａｎｓｆｏｒｍｅｒｓｆａｕｌｔｓｉｇｎａｎｄｐｏｓｉｔｉｏｎｓ

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ｔｒａｎｓｆｏｒｍｅｒ，Ｉｔ

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３、Ａｆｔｅｒａｎｄｕｓｉｎｇｅ）（ｔｅｒｉｏｒｉｎｆｏｒｍａｔｉｏｎ，ｔｈｉｓｔｏａｒｉｔｈｍｅｔｉｃｆｏｒｍｓｔｈｅｆａｕｌｔｔｒａｎｓｆｏｒｍｅｒｆａｕｌｔｄｉａｇｎｏｓｉｓ，ｕｓｕａｌｌｙｅｘｐｅｒｔｓｎｅｅｄｂｒｉｎｇｆｏｒｗａｒｄｓｏｍｅｏｐｉｎｉｏｎ

ａｅｎｄａｄｖｉｃｅａｂｏｕｔｔｈｅｍａｉｎｔａｉｎ

ｅｃｏｎｏｍｉｃｐｒｏｆｉｔ，ｓｏｃｉｅｔａｌ

ｄｅｃｉｓｉｏｎ－ｍａｋｅｒｔｏｍａｋｅｍｅｔｈｏｄｓ．Ｔｒａｎｓｆｏｒｍｅｒｍａｉｎｔｅｎａｎｃｅｅｆｆｅ咄ｅｔｃ．ＤｕｅａｉｓｃｏｍｐｌｅｘｊｏｂｔｈａｔｉｓｉｎｖｏｌｖｅｄｉｎｔｏｉｎｖｏＩｖｅｄｉｎｔｏｏｍｕｃｈｆａｄｏｒＳ，ｉｔｉｓｖｅｒｙｄｉ嫡ｃｕｌｔｆｏｒｃｏｒｒｅｃｔｃｈｎｉｃｅ．ＴｈｅｒｅｆｅｒｔｈｉｓｔｈｅｓｉｓａＤｐｌｉｅｓａｎａｌｙｔｉｃｈｉｅｒａｒｃｈｙ

ｃａｎｐｒｏｃｅｓｓ（ＡＨＰ）ｔｏｓｅｔｕｐａｄｅｃｉｓｉｏｎｓｕｐｐｏｒｔｓｙｓｔｅｍ．１１１ｉｓｓｙｓｔｅｍｃｈｏｏｓｅｔｈｅｂｅｓｔｓｃｈｅｍｅｆｒｏｍ

ｍａｎｙｐｒｉｍａｒｙｓｃｈｅｍｅｓ，ｇｉｖｅ

４、Ａｓｏｆｔｗａｒｅｄｅｃｉｓｉｏｎ—ｍａｋｅｒｈｅｌｐｆｕｌｔｈｅｏｒｙｓｕｐｐｏｒｔ．ｓｙｓｔｅｍｆｏｒｆａｕｌｔｄｉａｇｎｏｓｉｓｏｆｅｌｅｃｔｒｉｃａｌｅｑｕｉｐｍｅｎｔｉｓｄｅｖｅｌｏｐｅｄｗｉｔｈＪＡＶＡｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ，Ｔｈｉｓｓｙｓｔｅｍｃａｎｍａｎａｇｅｔｈｅｎａｍｅｐｌａｔｅｄａｔａ，ｆｏｒｅｃａｓｔｔｈｅｄｉｓｓｏｌｖｅｄｇａｓｅｓｉｎｏｉｌｃｏｎｔｅｎｔ，ｄｉａｇｎｏｓｅｆａｕｌｔｏｆｔｈｅｄｅｖｉｃｅｓａｃｃｏｒｄｉｎｇｏｎ－ｌｉｎｅｍｏｎｉｔｏｒｉｎｇａｎｄｐｒｅｖｅｎｔｉｖｅｅｌｅｃｔｒｉｃｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔ．ｔｔｉｓｃｏｎｓｔｒｕｃｔｅｄｏｎｅｎｔｅｒｐｒｉｓｅＩｎｔｒａｎｅｔａｎｄｉｓｔｒａｎｓｐｌａｎｔａｂｌｅ，ｅｘｔｅｎｓｉｂｌｅａｎｄｅａｓｙｆｏｒｍａｉｎｔｅｎａｎｃｅ．Ｋｅｙｗｏｒｄｓ：Ｅｎｔｒｏｐｙ、ＦａｕｌｔＤｉａｇｎｏｓｉｓ、ＤｅｃｉｓｉｏｎＴｒｅｅ、ＤｅｃｉｓｉｏｎＳｕｐｐｏｒｔＳｙＳｔｅｍ

ＣｏｎｄｉｔｉｏｎＢａｓｅｄＭａｉｎｔｅｎａｎｃｅ、ＡｎａｌｙｔｉｃＨｉｅｒａｒｃｈｙＰｒｏｃｅｓｓ１ｌ

學(xué)位論文獨創(chuàng)性聲明

本人聲明所呈交的學(xué)位論文是我個人在導(dǎo)師指導(dǎo)下進行的研究工作及取得的研究成果。盡我所知，除了文中特別加以標注和致謝的地方外，論文中不包含其他人已經(jīng)發(fā)表或撰寫過的研究成果，也不包含為獲得東南大學(xué)或其它教育機構(gòu)的學(xué)位或證書而使用過的材料。與我一同工作的同志對本研究所做的任何貢獻均已在論文中作了明確的說明并表示了謝意。

簽名：塹Ｚ塑日期：絲；習，

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簽名：塹２１魚導(dǎo)師簽名：２蘭：！蘭日期：。堅里

第一章緒論

§１．１課題研究的背景、意義及研究方向

隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，電力系統(tǒng)及其設(shè)備日益朝著高電壓、大容量、系統(tǒng)化和自動化的方向發(fā)展，系統(tǒng)的組成和結(jié)構(gòu)越來越復(fù)雜，單個設(shè)備的重要性不言而喻。對電力系統(tǒng)運行的基本要求中首要的就是保證安全可靠地持續(xù)供電。由于設(shè)備的故障而帶來供電的中斷將使生產(chǎn)停頓、生活混亂，甚至危及人身和設(shè)備安全。停電給國民經(jīng)濟造成的損失遠遠超過電力系統(tǒng)本身的損失…。因此設(shè)備安全可靠的運行顯得尤為重要。

電力系統(tǒng)運行的要求推動了電力設(shè)備的狀態(tài)監(jiān)測和故障診斷技術(shù)的發(fā)展。電力設(shè)備故障診斷技術(shù)是了解和掌握設(shè)備運行狀態(tài)，，區(qū)分、識別設(shè)備的異常表現(xiàn)，早期發(fā)現(xiàn)設(shè)備潛在故障的技術(shù)。它對保障設(shè)備安全運行，預(yù)防事故有著重要意義。

設(shè)備的運行是一個動態(tài)過程。從投入運行到壽命中止，大多數(shù)重要的電力設(shè)備都要進行維護。上個世紀初，由于狀態(tài)監(jiān)測和故障診斷技術(shù)的限制，加上電力設(shè)備本身的技術(shù)水平和復(fù)雜程度比較低，業(yè)界都采用事后維修體制對設(shè)備進行維護，也就是我們常說的“壞了才修”。隨著社會化大生產(chǎn)的發(fā)展，設(shè)備故障對生產(chǎn)和生活的影響越來越大，事后維修體制已經(jīng)不能適應(yīng)社會生產(chǎn)和人們生活的需要，這時就出現(xiàn)了定期預(yù)防性檢修，即事先安排好設(shè)備的檢修周期，到期就停掉設(shè)各進行檢修。定期預(yù)防性檢修體制對設(shè)備的可靠性的提高起到了很大作用，在很長時間里有著積極作用．目前我國大多還是采用這種檢修體制。但是，毋庸置疑，這種檢修體制還是存在著缺陷。它無法考慮到設(shè)備的具體情況，而且由于電力系統(tǒng)的供電可靠性要求，制定的檢修周期往往比較保守，以至于出現(xiàn)不必要的停機與過度維修，造成人力物力的浪費，此外由于沒有狀態(tài)監(jiān)測和故障診斷技術(shù)的指導(dǎo)，這種檢修往往帶有很大的盲目性，有時會造成“該修的沒修好．不該修的修出毛病”。因此，在狀態(tài)檢測與故障診斷技術(shù)日益成熟之際，預(yù)防性檢修也開始逐步向～種新的檢修體制——狀態(tài)檢修過渡�！欤保搽娏υO(shè)備狀態(tài)監(jiān)測與故障診斷技術(shù)

§１．２．１故障機理研究

故障機理研究的目的是為了了解故障形成和發(fā)展過程的原理，掌握故障的內(nèi)在本質(zhì)及特征，只有充分了解了被診斷對象的工作原理和易損件的失效機理是搞好故障診斷的必要條件，其研究方法依賴于相關(guān)的基礎(chǔ)學(xué)科。故障機理分析一般需要做大量的實驗，通過宏觀觀察，微觀分析、化學(xué)分析和歸納綜臺。本文將比較全面的從故障機理的角度介紹電力設(shè)各的故障原因以及常用的檢測方法，為后面的故障診斷及狀態(tài)檢修作了必要的準備�！欤保玻搽x線預(yù)防－陛試驗

電力設(shè)備預(yù)防性試驗始于上世紀初，即對設(shè)備采用規(guī)定檢修周期、定期停電檢修的方法。離線預(yù)防性試驗中的試驗項目很多，主要分為兩類：一類是電氣量的測試，包括檢測絕緣電阻、介質(zhì)損耗角正切值、泄漏電流等等，另一類是非電量的測試，如油中氣體含量。目前，第１頁

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