5 техники за диагностика на голями трансформатори за електроенергия

Методи за диагностика на дефекти в трансформаторите

1. Метод на отношенията за анализ на разтворените газове

За повечето масло-изолирани електропреобразуватели при термично и електрическо напрежение в резервоара на трансформатора се произвеждат определени горивни газове. Горивните газове, разтворени в маслото, могат да се използват за определяне на термичните декомпозиционни характеристики на маслена-хартиена изолация на основата на специфичното им съдържание и отношения. Тази технология беше използвана за първи път за диагностика на дефекти в масло-изолирани трансформатори. По-късно Бараклоу и други предложиха метод за диагностика на дефекти, използвайки четири газови отношения: CH4/H2, C2H6/CH4, C2H4/C2H6 и C2H2/C2H4. В последващите стандарти на IEC отношението C2H6/CH4 беше премахнато и модифицираният три-отношен метод стана широко приет. Роджърс предостави подробен анализ и обяснение на кодирането и методите за използване на отношенията между компонентите на газовете в стандартите IEEE и IEC. Дългосрочното приложение на IEC 599 показва, че понякога не съответства на реалните условия и не може да диагностицира някои сценарии на дефекти. Следователно и Китай, и Японското електротехническо дружество направиха подобрения в кодирането на IEC, а други методи за анализ на разтворените газове също получиха широко приложение.

2. Диагностически метод на фузионална логика

Американският теоретик на контрол Л.А. Заде предложи за първи път методи за фузионална диагностика, които оттогава получиха по-широко приложение. Фузионалната логика е полезна за изразяване на качествено знание и опит с неясни граници. Използвайки концепцията за функции на принадлежност, различава фузионални множества, обработва фузионални взаимоотношения, моделира правилното мислене на хората и решава различни проблеми с несигурност в практически приложения. В практиката трансформаторите често изпълняват дефекти с неясни причини и механизми, включващи множество несигурни и фузионални взаимоотношения, които традиционните методи не могат да обяснят или описат добре. Методите на фузионалната логика могат ефективно да справят с тези несигурни взаимоотношения в дефектите на трансформаторите, предлагайки нов подход към диагностика на дефекти в електропреобразувателите.

За да се преодолее ограничението на недостига на критерии за ключови отношения в често използвания метод на отношенията на Роджърс за диагностика на дефекти в електропреобразувателите, е предложен метод, използващ теорията на фузионалните множества. Този подход включва фузионална логика в традиционните методи на отношенията, като фузиращи границите на отношенията. Този метод показа добри приложни ефекти в диагностика на множеството дефекти на трансформаторите и се е развил в серия от методи за диагностика на дефекти, включително комбинации от кодиране, техники за фузионално кластериране, петриеви мрежи и сиви системи. Тези модели напълно вземат предвид вградената фузионалност на данните, ефективно подобрявайки производителността с комплексни набори от данни и увеличавайки точността на диагностика на дефекти в трансформаторите.

3. Диагностически метод на експертна система

Експертните системи представляват важна група от изкуствен интелект. Те са програмни системи, способни до известна степен да моделират опита и процесите на мислене на човешки експерти. На основата на данните, предоставени от потребителите, те прилагат съхранените знания или опит на експерти, за да правят изводи и оценки, и в крайна сметка да предоставят заключения с нива на увереност, за да помагат на потребителите в принятието на решения. Диагностика на дефекти в електропреобразувателите е много сложен проблем, който включва множество фактори.

Да се направят точни оценки на основата на различни параметри изисква здрави теоретични основи и богат опит в операционното поддръжка. Освен това, поради вариациите в капацитета, нивата на напрежение и условията на работа, един и същ дефект може да се прояви по различен начин в различните трансформатори. Експертните системи притежават силна толерантност към грешки и адаптивност, позволяващи им да модифицират своите бази на знания на основата на придобити диагностични знания, за да гарантират цялостта. Следователно те могат ефективно да диагностикират различни видове електропреобразуватели. Експертните системи за диагностика на дефекти в електропреобразувателите могат да определят характеристиките на дефектите, синтезирайки знания за причините и видовете дефекти, включително знания за анализ на разтворените газове в маслото. Те могат ефективно да обработват фузионални проблеми в диагностика на дефекти, използвайки фузионална логика, да преодоляват узелът на трудността в придобиването на цялостни знания чрез методи на груби множества, и да установяват структури, подходящи за съвместна диагностика на многобройни експерти, използвайки архитектура на модела на черната дъска.

4. Диагностически метод на изкуствените невронни мрежи

Изкуствените невронни мрежи математически моделират активността на невроните и представляват информационна обработваща система, основана на имитацията на структурата и функцията на невронните мрежи на мозъка. ИНМ притежават самоорганизационни, адаптивни, самообучаващи и толерантни към грешки способности, както и силни способности за апроксимация на нелинейни функции. Те могат да реализират функции за прогнозиране, симулация и фузионално управление, като са мощни инструменти за обработка на нелинейни системи. Използването на изкуствени невронни мрежи за диагностика на дефекти в трансформаторите, основано на компонентите и концентрациите на разтворените газове в маслото, е било фокус на изследванията в последните години. Това доведе до развитието на различни методи за диагностика на дефекти, основани на ИНМ, като двустепенен метод на ИНМ, обратнопропагационни изкуствени невронни мрежи, модели на решение на дървета, комбинирани иерархични структурни модели на невронни мрежи и радиални базисни функционални невронни мрежи. Тези методи непрекъснато подобряват скоростта на сходимост, класификационната производителност и точността на алгоритмите на невронните мрежи.

5. Други диагностични методи

Освен четирите метода, споменати по-горе, се използват и други подходи за диагностика на дефекти в трансформаторите. Чрез органично комбиниране на невронни мрежи и теория на доказателствата, за да се използват техните допълващи се предимства, може да се разработи комплексен метод за диагностика на дефекти в трансформаторите, интегриращ множество невронни мрежи с теорията на доказателствата. Вдъхновени от ефективните механизми за разпознаване и памет на антителата против антигените в биологичните имунни системи, се могат да приложат саморганизационни антителни мрежи и алгоритми за генериране на антитела, за да се решат проблеми на диагностика на дефекти в електропреобразувателите. Освен това, други методи за диагностика на дефекти в трансформаторите включват тези, основани на фузия на информация, теория на грубите множества, комбинирани дървета за решения, баесови мрежи, изкуствени имунни системи, нови радиални базисни функционални мрежи и машини за подпора.