崔凱

摘?要：在電力設(shè)備的診斷之中，模糊辨識(shí)理論的應(yīng)用范圍較為廣泛，并且具有良好的實(shí)踐效果。在電力設(shè)備的故障診斷中，利用模糊關(guān)系矩陣，由輸入或輸出的方式，可以得到相應(yīng)的結(jié)論。除此之外，可以將模糊辨識(shí)理論與紅外圖像的數(shù)據(jù)分析相結(jié)合，這樣將會(huì)提高對(duì)電力設(shè)備診斷的精確性。即模糊辨識(shí)理論技術(shù)是一種依據(jù)已知的輸入與輸出，對(duì)模糊模型進(jìn)行辨別的方法。采用模糊辨識(shí)的好處是可以減少人為因素的干擾與誤差，提高診斷的準(zhǔn)確性。

關(guān)鍵詞：模糊辨識(shí)理論;電力設(shè)備故障診斷;矩陣;紅外熱圖像

紅外圖像成像技術(shù)并不是直接對(duì)診斷物體進(jìn)行接觸，而是建立在對(duì)對(duì)象物體進(jìn)行熱輻射掃描的基礎(chǔ)之上的成像技術(shù)。紅外熱圖像成像技術(shù)在應(yīng)用與電力設(shè)備的故障檢查中的最大優(yōu)勢(shì)在于，它可以對(duì)電力設(shè)備進(jìn)行實(shí)時(shí)的熱故障診斷和保持在線的狀態(tài)檢測(cè)，并且相對(duì)于其他技術(shù)而言，紅外熱成像技術(shù)的操作安全系數(shù)更高、操作的靈敏度更高、檢測(cè)效率更高和可以進(jìn)行詳細(xì)的計(jì)算分析等優(yōu)勢(shì)。

一、電力設(shè)備熱故障的主要分類(lèi)

電力設(shè)備熱故障的類(lèi)型的分類(lèi)依據(jù)主要是：電力設(shè)備熱故障產(chǎn)生的影響、故障的危害程度以及在故障產(chǎn)生后可能發(fā)展到的破壞趨勢(shì)。因此，電力設(shè)備的熱故障主要有以下幾種：一般性熱故障、危害性熱故障和嚴(yán)重性熱故障。針對(duì)三個(gè)不同等級(jí)的熱故障要采取不同的應(yīng)對(duì)措施，針對(duì)一般熱故障所采取的措施主要是注意觀察故障問(wèn)題，尋找合適的機(jī)會(huì)處理;針對(duì)嚴(yán)重?zé)峁收蠎?yīng)該所采取的措施主要是加強(qiáng)監(jiān)管的力度，做好安排后及時(shí)處理;針對(duì)危險(xiǎn)熱故障所應(yīng)該采取的措施是立即進(jìn)行匯報(bào)，切斷電源停下工作進(jìn)行處理，防止發(fā)生危險(xiǎn)。

二、模糊辨識(shí)理論在電力設(shè)備熱故障中的診斷的應(yīng)用

在電力設(shè)備熱故障的診斷之中，經(jīng)常會(huì)出現(xiàn)一些不確定性的因素，這些因素對(duì)于診斷的診斷結(jié)果的精確性具有至關(guān)重要的影響。因此，為了有效防止和解決不確定性問(wèn)題的出現(xiàn)，就需要建立模糊信息的處理模型。而且，特別要提到的是模糊語(yǔ)義，所謂模糊語(yǔ)義，就是將語(yǔ)言變量，在診斷的過(guò)程中，將相關(guān)的數(shù)量信息進(jìn)行處理，在進(jìn)行轉(zhuǎn)化之中得出模糊數(shù)值。在診斷的過(guò)程中，無(wú)法避免出現(xiàn)不確定性的問(wèn)題，所以，輸入、輸出以及模型都是具有明顯的模糊性的。由此可見(jiàn)，解決不確定性問(wèn)題的有效方式就是模糊語(yǔ)義的表示和模糊關(guān)系矩陣。

（一）因果模糊關(guān)系

人們通常用函數(shù)模型關(guān)系來(lái)表示物理過(guò)程的運(yùn)算，但是這種方法只適用于已為確定型的事件，但是對(duì)于建立在描述統(tǒng)計(jì)之下的標(biāo)準(zhǔn)過(guò)程而言，因果模糊關(guān)系則具有較好的應(yīng)用效果，并且可以將其應(yīng)用到模糊近似推理之中。與此同時(shí)，根據(jù)相關(guān)的數(shù)據(jù)處理結(jié)果，可以對(duì)因果模糊關(guān)系模型進(jìn)行選擇，但是其中具有最好的識(shí)別效果的合成運(yùn)算方式是max-min。

（二）建立輸入與輸出的模糊集

在對(duì)熱故障進(jìn)行描述時(shí)，應(yīng)該選取的兩個(gè)首要數(shù)據(jù)是表面的溫度及其分布的范圍。為了保障以上數(shù)據(jù)的真實(shí)性以及有效性，應(yīng)該首先保障其設(shè)備的發(fā)射率是經(jīng)過(guò)正確地計(jì)算的。因此，我們可以將電力設(shè)備的最高溫度值、平均溫度值及其分布作為輸入的數(shù)據(jù)，然后選擇適當(dāng)?shù)暮瘮?shù)模型，對(duì)其數(shù)據(jù)進(jìn)行一定的處理，在此基礎(chǔ)上形成一個(gè)輸入數(shù)據(jù)的集合X={X1，X2，X3}。之后，通過(guò)選擇適當(dāng)?shù)暮瘮?shù)關(guān)系對(duì)該區(qū)域內(nèi)的最高溫度值進(jìn)行處理，在對(duì)平均溫度進(jìn)行處理時(shí)可以采用極值標(biāo)準(zhǔn)化公式進(jìn)行處理。

（三）最小二乘法的辨識(shí)

常規(guī)的最小二乘法的運(yùn)算與模糊辨識(shí)診斷中的最小二乘法的最大區(qū)別在于，前者是代數(shù)運(yùn)算，而后者在診斷使用中大多是邏輯運(yùn)算。由此可見(jiàn)，想要讓最小二乘法在模糊辨識(shí)診斷中得到合理的應(yīng)用，就需要對(duì)此做出一些改進(jìn)，進(jìn)而形成了遞推算法。例如，以變壓器為例，變壓器是一種常見(jiàn)的重要的電力設(shè)備，它所容易產(chǎn)生的故障類(lèi)型為絕緣故障。能檢驗(yàn)出變壓器的絕緣情況好壞的主要有變壓器的絕緣電阻的大小、泄漏電流的大小、吸收比和介質(zhì)損等電氣試驗(yàn)。這些試驗(yàn)的原理好和所反映的問(wèn)題的側(cè)重點(diǎn)是各不相同的。因此，只有將這幾種試驗(yàn)的數(shù)據(jù)結(jié)果進(jìn)行綜合分析比較、運(yùn)用模糊辨識(shí)技術(shù)，才能得到最終的合適診斷模型，并以此進(jìn)行分析。程序如下：

（1）確定輸入為X，輸出為Y

（2）設(shè)置初始矩陣R（0）取w，設(shè)i=0

（3）按照1式計(jì)算出Y（i）

（4）E（i）=[Y（i）-Y]2

（5）i=i+1

（四）模糊關(guān)系矩陣與模糊診斷的應(yīng)用

在經(jīng)過(guò)量化處理后，可以得到輸入陣和輸出陣，然后依據(jù)模糊關(guān)系方程，可以得出模糊關(guān)系矩陣。輸入陣和矩陣是影響模糊診斷最后結(jié)果正確與否的關(guān)鍵。除此之外，還應(yīng)該對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行有效地分辨，根據(jù)已經(jīng)確定的輸入和輸出數(shù)據(jù)對(duì)其關(guān)系法則進(jìn)行確定，并且建立相應(yīng)的數(shù)據(jù)模型，對(duì)其有效性進(jìn)行充分地辨識(shí)。

三、結(jié)語(yǔ)

（1）模糊診斷模型的選擇是具有關(guān)鍵性作用的，其直接影響到診斷的結(jié)果的準(zhǔn)確性以及可行性。為了將其中人為因素的影響降低到最小，可以選擇最小二乘法的診斷模型，可以取得良好的實(shí)踐效果。

（2）在進(jìn)行相關(guān)的自動(dòng)診斷時(shí)，為了保障其結(jié)果的準(zhǔn)確性以及真實(shí)性，首先應(yīng)該保證已知的數(shù)據(jù)以及相關(guān)的結(jié)論的有效性。

在本文的分析之中，主要進(jìn)行應(yīng)用的數(shù)據(jù)是紅外熱成像，并且對(duì)模糊辨識(shí)理論進(jìn)行有效地運(yùn)用，在此基礎(chǔ)上對(duì)相關(guān)的熱故障進(jìn)行了診斷，在一定程度上減少了人為因素的干擾。

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