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　　發(fā)電機(jī)電氣故障智能診斷機(jī)理分析溫步瀛1林濟(jì)群1林禮清2蔣傳文3杜松懷3（1.福州大學(xué)電氣工程系，福建福州350002；2.福建水口水力發(fā)電廠，福建福州350800；3.上海交通大學(xué)電氣工程系，上海200240）糊關(guān)系，建立了模糊關(guān)系方程，實(shí)現(xiàn)了智能診斷，并以軟件實(shí)現(xiàn)模擬運(yùn)行，診斷結(jié)果準(zhǔn)確可靠。：發(fā)電機(jī)；電氣故障；智能診斷發(fā)電機(jī)的運(yùn)行狀態(tài)直接影響電力系統(tǒng)運(yùn)行的安全性和經(jīng)濟(jì)性，及時(shí)準(zhǔn)確地判定運(yùn)行中的故障是十分重要的。但在運(yùn)行條件下監(jiān)視其運(yùn)行工況并進(jìn)行在線診斷卻是相當(dāng)困難的國(guó)內(nèi)外對(duì)電力系統(tǒng)故障智能診斷的研究很活躍，但對(duì)發(fā)電機(jī)電氣故障診斷的總體研究較少。本文結(jié)合發(fā)電廠和電網(wǎng)的運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)，用人工智能原理來(lái)實(shí)現(xiàn)發(fā)電機(jī)的電氣故障診斷。

　　由于發(fā)電機(jī)故障現(xiàn)象與故障原因有著密切的關(guān)系，每一種故障現(xiàn)象的發(fā)生，可能由一個(gè)或多個(gè)故障原因引起，同時(shí)每一種故障都會(huì)相應(yīng)地引發(fā)某些現(xiàn)象，再加上大型發(fā)電機(jī)故障種類繁多，因此其故障現(xiàn)象、原因及機(jī)理的復(fù)雜性和模糊性難以用準(zhǔn)確的數(shù)學(xué)模型加以描述，也難以完全依靠確定性的判據(jù)來(lái)斷定故障的性質(zhì)本文將發(fā)電機(jī)運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)與專家系統(tǒng)原理、模糊理論相結(jié)合，找出發(fā)電機(jī)運(yùn)行中電氣故障原因和現(xiàn)象間的模糊關(guān)系，經(jīng)模糊推理，實(shí)現(xiàn)發(fā)電機(jī)電氣故障的智能診斷1模糊理論的引入模糊理論可以解決生產(chǎn)過(guò)程中某些因素相互間存在的不確定關(guān)系，在發(fā)電機(jī)電氣故障診斷領(lǐng)域內(nèi)，可用模糊關(guān)系矩陣來(lái)反映它的某些故障現(xiàn)象與故障原因之間的關(guān)系，具體描述如下。

　　設(shè)XY分別表示輸入與輸出，且分別代表故障原因與故障現(xiàn)象的量化集合，則：1，2，…，n；則模糊關(guān)系方程為：其中，R=（ri/）mKn，ri/屬于，稱為Xi與y，的關(guān)系強(qiáng)度，r/=0表示無(wú)關(guān)，ri/越大，關(guān)系越密切，n/越小，關(guān)系越小。，福建永泰人，福州大學(xué)講師。

　　行中常見(jiàn)的電氣故障原因和現(xiàn)象進(jìn)行分析。首先確定輸入，即電氣故障原因矩陣X，如代表定子A相接地故障，詳見(jiàn)表1然后確定輸出，即電氣故障現(xiàn)象矩陣Y，如UaI代表機(jī)端A相電壓下降，用y4表示，詳見(jiàn)表2表1輸入模糊集（故障原因）故障原因輸入故障原因輸入定子A相接地轉(zhuǎn)子一點(diǎn)接地定子B相接地轉(zhuǎn)子兩點(diǎn)接地定子C相接地運(yùn)行中失磁定子三相接地事故過(guò)負(fù)荷定子A相匝間短路外部短路故障定子B相匝間短路定子C相匝間短路表2輸出模糊集（故障現(xiàn)象）故障現(xiàn)象輸出故障現(xiàn)象輸出故障現(xiàn)象輸出An個(gè)個(gè)U個(gè)Ua個(gè)/A個(gè)/b個(gè)Uf個(gè)Ub個(gè)/c個(gè)/f個(gè)C個(gè)表2中，A.為機(jī)端零序電流；為機(jī)端零序電壓；Q <0為無(wú)功表指示負(fù)值；U為定子絕緣監(jiān)視電壓；（/a-/a）為差動(dòng)保護(hù)繼電器一、二次側(cè)電流差；Ilhn為中性端不平衡電流；U為轉(zhuǎn)子繞組正極對(duì)地電壓；Uf為勵(lì)磁電壓；/f為轉(zhuǎn)子電流結(jié)合某電廠火電機(jī)組運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)并咨詢有關(guān)專家，可初步形成故障原因與故障現(xiàn)象之間的模糊關(guān)系矩陣R，詳見(jiàn)表3表3中列出了23種電氣故障現(xiàn)象與12種電氣故障原因之間的關(guān)系表示x與y/之間的關(guān)系強(qiáng)度，0.9表示關(guān)系密切，0. 5表示關(guān)系一般，0 2表示關(guān)系較小，。表示無(wú)關(guān)如何確定模糊關(guān)系矩陣元素和閾值，是決定模糊推理正確與否的關(guān)鍵它們的取值是專家知識(shí)和發(fā)電機(jī)運(yùn)行實(shí)踐的反映，是經(jīng)過(guò)長(zhǎng)期分析提煉而來(lái)的。對(duì)于模糊關(guān)系矩陣元素ri/的評(píng)估，可采用“模糊統(tǒng)計(jì)法”

　　取值不應(yīng)大于輸出矩陣中最大的元素。若Xi>w，則y/很可能是由xi引起的；若xi　　假如某種故障發(fā)生時(shí)有如下現(xiàn)象：機(jī)端零序電流、電壓急劇上升，機(jī)端AC相電壓上升，B相電壓有明顯下降而B(niǎo)相電流卻有所上升，并且定子絕緣監(jiān)視電壓有指示，結(jié)合故障知識(shí)，則可得：經(jīng)模糊推理可得到故障可能性最大的為X2 =0.8（只需求出最大解），即代表“定子B相接地故障”又假設(shè)：則所形成的模糊關(guān)系方程無(wú)解，這時(shí)可借助于模式識(shí)別來(lái)進(jìn)一步補(bǔ)充推理以判明故障原因由貼表3發(fā)電機(jī)電氣故障原因與現(xiàn)象之間的模糊關(guān)系矩陣R叫又14又19仰近度公式|61：（，N（Y，x，）表示故障現(xiàn)象集Y與某故障原因x，之間的貼近程度），可求得：N（Y，x7）= 0.784為最大，因此最有可能發(fā)生的故障是“定子C相匝間短路故障”或是其他故障（即不是輸入模糊集中的故障）若由于某種原因使故障現(xiàn)象集Y中的元素不全時(shí)，模糊方程無(wú)法建立時(shí)，則模式識(shí)別也作為可能故障原因的補(bǔ)充判斷4智能診斷原理流程發(fā)電機(jī)電氣故障智能診斷原理流程如所示。系統(tǒng)主要由知識(shí)庫(kù)、故障信息庫(kù)、推理機(jī)、模式識(shí)別和人機(jī)界面等部分組成。發(fā)電機(jī)的各種故障知識(shí)借助于c語(yǔ)言的結(jié)構(gòu)體來(lái)表示，編程易形成推理函數(shù)，編譯產(chǎn)生的可執(zhí)行程序運(yùn)行速度快5結(jié)論本文把發(fā)電機(jī)運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)與專家系統(tǒng)原理、模糊理論相結(jié)合，建立了發(fā)電機(jī)電氣故障原因與電氣故障現(xiàn)象之間的模糊關(guān)系方程，并對(duì)某些情況下無(wú)解的關(guān)系方程用模式識(shí)別的方法補(bǔ)充推理，彌補(bǔ)了專家系統(tǒng)和模糊關(guān)系方程存在的不足，較好地實(shí)現(xiàn)了故障診斷，并以軟件實(shí)現(xiàn)模擬運(yùn)行，運(yùn)行速度快，診斷結(jié)果準(zhǔn)確可靠但文中模糊關(guān)系矩陣元素的形成仍是初步的，需要更加豐富的歷史資料與運(yùn)行實(shí)踐不斷進(jìn)行修正