5 Tehnik za diagnozo napak pri velikih preobrazovalnikih električne energije

Metode Diagnostike Napak v Transformatorjih

1. Metoda Razmerij za Analizo Rešenih Plinov

Za večino močnih transformatorjev, napolnjenih z oljem, se pod toplinskim in električnim obremenitvijo v spremnišču transformatorja ustvarijo določeni zgoreljivi plini. Zgoreljivi plini, rešeni v olju, se lahko uporabijo za določanje termalnih razgradninskih lastnosti sistema izolacije transformatorja s plinsko papirnatostjo glede na njihovo specifično plinsko vsebnost in razmerja. Ta tehnologija je prvič uporabljena za diagnostiko napak pri transformatorjih, napolnjenih z oljem. Kasneje so Barraclough in drugi predlagali metodo diagnostike napak z uporabo štirih plinskih razmerij: CH4/H2, C2H6/CH4, C2H4/C2H6 in C2H2/C2H4. V kasnejših standardih IEC je bilo razmerje C2H6/CH4 odstranjeno, in modificirana metoda s tremi razmerji je postala široko sprejeta. Rogers je dodatno podal podrobno analizo in pojasnilo kodiranja in uporabe razmerij plinskih komponent v standardih IEEE in IEC. Dolgoročna uporaba IEC 599 je pokazala, da v nekaterih primerih ne ustreza dejanskim pogoji in ne more diagnostikirati določenih scenarijev napak. Zaradi tega so Kitajska in Japonska elektrotehnična združenja izboljšali kodiranje IEC, medtem ko so druge metode analize rešenih plinov tudi same dosegle široko uporabo.

2. Dijagnostična Metoda Neodločnega Logika

Ameriški teoretičar regulacijskih sistemov L.A. Zadeh je prvič predlagal metode neodločne diagnostike, ki so se od takrat širše uporabljale. Neodločna logika je koristna za izražanje kvalitativnega znanja in izkušenj z nejasnimi meji. S pomočjo koncepta funkcij pripadnosti ločuje neodločne množice, obdeluje neodločne odnose, simulira človeško sklepanje na osnovi pravil in rešuje različne probleme negotovosti v praktičnih aplikacijah. V praksi pogosto pride do napak v transformatorjih z nejasnimi vzroki in mehanizmi, ki vključujejo veliko negotovosti in neodločnosti, ki jih tradicionalne metode ne morejo dobro pojasniti ali opisati. Metode neodločne logike lahko učinkovito rešujejo te negotovosti v napakah transformatorjev, kar omogoča nov pristop k diagnostiki napak močnih transformatorjev.

Za odpravljanje omejitev zaradi pomanjkanja ključnih kriterijev razmerij v pogosto uporabljene metodi razmerij Rogersa za diagnostiko napak močnih transformatorjev je bila predlagana metoda, ki uporablja teorijo neodločnih množic. Ta pristop vključuje tehnologijo neodločne logike v tradicionalne metode razmerij z neodločnim označevanjem mej razmerij. Ta metoda je pokazala dobre rezultate pri diagnostiki večjega števila napak transformatorjev in se je razvila v serijo metod diagnostike napak, vključno z metodami kombinacije kodiranja, tehnikami neodločnega grozdenja, Petrijevimi omrežji in sivimi sistemi. Ti modeli v celoti upoštevajo notranjo neodločnost podatkov, učinkovito izboljšujejo delovanje s kompleksnimi podatkovnimi seti in povečujejo natančnost diagnostike napak transformatorjev.

3. Dijagnostična Metoda Ekspertskega Sistem

Ekspertni sistemi predstavljajo pomembno grdo umetne inteligence. To so računalniški programski sistemi, ki do določene mere lahko simulirajo izkušnje in procese sklepanja človeških strokovnjakov. Na podlagi podatkov, ki jih uporabniki zagotavljajo, uporabljajo shranjeno strokovno znanje ali izkušnje za izvajanje sklepov in sodob, ki končno prinašajo zaključke z stopnjo verjetnosti, ki pomagajo pri odločanju uporabnika. Diagnostika napak močnih transformatorjev je zelo kompleksen problem, ki vključuje več faktorjev.

Natančno sodbi na podlagi različnih parametrov zahteva trdne teoretične temelje in bogato izkušnje s vzdrževanjem. Poleg tega pa zaradi razlik v kapaciteti, nivojih napetosti in delovnih okoljih transformatorjev, ista napaka lahko v različnih transformatorjih kaže različno. Ekspertni sistemi imajo močno odpornost in prilagodljivost, ki jim omogočata, da svojo bazo znanja prilagadjajo na podlagi pridobljenega diagnostičnega znanja, da zagotovijo popolnost. Zato lahko učinkovito diagnosticirajo različne vrste močnih transformatorjev. Ekspertni sistemi za diagnostiko napak močnih transformatorjev lahko določijo značilnosti napak s sintezo znanja o vzrokih in vrstah napak, vključno z znanjem o detekciji napak, kot je analiza rešenih plinov v olju. Učinkovito lahko rešujejo neodločne probleme pri diagnostiki napak z uporabo neodločne logike, rešujejo stok na poti do popolnega znanja z metodo neodločnih množic in ustanavljajo strukture, primernosti za sodelujočo diagnostiko večjega števila strokovnjakov z uporabo arhitekture modela črnilnice.

4. Dijagnostična Metoda Umetnih Nevronskih Omrežij

Umetna nevronska omrežja matematično modelirajo aktivnost nevronov in predstavljajo informacijski obdelovalni sistem, ki temelji na mimikanju strukture in funkcije nevronskih omrežij mozga. ANO imajo sposobnosti samoodredbe, prilagodljivosti, samoučenja, odpornosti na napake in močne nelinearne aproksimacijske zmogljivosti. Lahko izvajajo funkcije napovedovanja, simulacije in neodločnega nadzora, kar jih čini močnimi orodji za obdelavo nelinearnih sistemov. Uporaba umetnih nevronskih omrežij za diagnostiko napak transformatorjev na podlagi komponent in koncentracij rešenih plinov v olju je v zadnjih letih postala fokus raziskovanja. To je vodilo do razvoja različnih metod diagnostike napak, temelječih na ANO, kot sta dvostopenjska metoda ANO, umetna nevronska omrežja s povratno vezavo, modeli odločitvenih dreves s nevronskimi omrežji, hierarhični strukturni modeli združenih nevronskih omrežij in radijalna bazna funkcija nevronskih omrežij. Te metode neprekinjeno izboljšujejo hitrost konvergencije, zmogljivosti razvrščanja in natančnost algoritmov nevronskih omrežij.

5. Druge Dijagnostične Metode

Poleg omenjenih štirih metod se za diagnostiko napak transformatorjev uporabljajo tudi nekateri drugi pristopi. Z organično kombinacijo nevronskih omrežij in teorije dokazov, ki izkorišča njune komplementarne prednosti, se lahko razvije celosten pristop k diagnostiki napak transformatorjev, ki združuje več nevronskih omrežij z teorijo dokazov. Z navdihnjenostjo iz učinkovitih mehanizmov prepoznavanja in pomnjenja antitrogov proti antigenom v bioloških imunskih sistemih se lahko uporabijo samoodredna antitrogna omrežja in algoritmi generiranja antitrogov za reševanje problemov diagnostike napak močnih transformatorjev. Poleg tega so druge metode diagnostike napak transformatorjev vključne tudi te, ki temeljijo na združevanju informacij, teoriji neodločnih množic, kombiniranih odločitvenih dreves, Bayesovih omrežjih, umetnih imunskih sistemih, novih radijalnih baznih funkcijah omrežij in podpornih vektorskih strojih.