基于知识库的变压器故障诊断专家系统
杨兵1，丁辉1，罗为民1，张小飞21．武汉大学动机学院，湖北武汉430072；2．南京航空航天大学，江苏1前言电力变压器是电力系统的枢纽设备，其运行可靠性直接关系到电力系统的安全与稳定，如何提高变压器运行的可靠性，一直是变压器运行检测中的重要课题12。专家系统在解决难以建立数学模型，较多依赖人类专家经验知识的问题有独特的优势，在信息不完整或不确定的情况下仍能给出较为合理的结论。近年来专家系统在电力系统中广泛应用于诊断、规划、预测、控制设计等。随着数字信号处理技术、小波分析理论等相关领域的发展促进了在线监测和故障诊断技术的不断进步，为专家系统的实现提供了良好的物质基础。但现在变压器中应用的专家系统仍主要局限于气相色谱分析上，大都利用诊断对象所表现出来的特定信号来诊断特定类型的故障，未能有效地考虑各种故障间可能存在的相互关联。最终的判断结果仅能给出故障所表现的征兆，对维修策略的制订缺乏指导意义34。在实际中，变压器内部产生的故障往往并非单一，许多问题的可统计性差，影响因素多，因素与因素之间的相互联系难以明确表达。为此，笔者改进了现行常规专家系统推理方式，在基于规则推理的基础上，增加了基于案例的推理和基于模型推理以及综合推理等，利用面向对象模型优化知识库的知识组织结构。本文研制的专家系统将是一个开放的专家系统，知识库不是封闭的，用户在更新知识库时，只需通过专用模块增删和修改知识库，而无须了解程序细节。利用该专家系统，一方面可以预测可能发生故障的部位以及可能的故障形式，另一方面可以根据提供的参数对已发生的故障进行诊断，进而能尽早提醒检修人员采用适当的防范措施和维修措施。2专家系统模型21系统结构模型本专家系统采用“知识管理驱动模型运行”的设计思想，用专家系统技术实现数据库、案例库、模型库和规则库4库一体化。“知识管理驱动模型”是指系统中由知识库管理系统管理。其过程为：系统接受用户的请求，并以用户请求为目标，可通过基于案例的推理；还可对规则正向推理，并根据模型输入输出的依赖关系形成数据输入和输出的模型链，调用模型链中的各规则解决实际问题。系统总体结构模型见图1所示。南京210016
22面向对象模型在变压器故障中，根据变压器故障本质，大体可分为绕组故障磁路故障结构及附件故障、冷却油及冷却介质故障等。它们既有各自的特点，又有一定的共性，具有一定r