智能故障诊断技术在电力电子电路方面的应用

广东省佛山市南海区祥华汽车修理厂 段光莹

智能故障诊断技术在电力电子电路方面的应用

广东省佛山市南海区祥华汽车修理厂 段光莹

随着社会的快速发展，智能故障诊断技术在电力电子电路方面的应用也逐渐广泛。其不仅能够有效地提升电力系统运行的稳定性，还能让故障诊断技术得到全面的优化。但是在实际的应用过程中，其技术依旧存在很多不足之处。本文主要针对智能故障诊断技术在电子电路方面的应用水平进行分析，并提出了相应的优化方案。

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智能故障诊断技术在电子电力电路方面的应用十分重要，是提升电力运行效率的基础。电力电子电路装置一旦出现故障，会对装置本身的电气设备设施造成影响，还会带来一些问题，比如设备损害甚至造成生产无法正常进行，造成企业停产等严重后果，更为严重的是还会造成安全事故，有一定的危险，严重的时候会发生人员伤亡事故。在电力电子电路中，最容易出现的故障多表现在晶闸管的损坏方面，其中晶闸管的短路现象和开路现象是比较常见的。所以，为了有效地提升电路运行的可靠性，智能故障诊断技术的全面应用十分重要。

1 智能故障诊断技术在电力电子电路方面的诊断模式

1.1 结构性故障

结构性故障通常是电力系统引起的故障。这种故障通常不容易被检查出来，其一般情况下会出现在控制电路中。一般电力电子电路通的电力系统由三个模块构成。其电路的主要部分是主电路，而且电路的核心部分是控制电路。这也是最容易出现故障的一部分电路。从目前的电路形式上看，辅助电路通常是对电路进行辅助，其一般对电路的影响并不大。因此，从整个电路的结构体系看，结构性故障最容易在控制电路中出现。而在整个电子电路中，其也较容易出现在数字电路中，而控制整个数字电路的系统则在控制电路方面，尤其是在电感以及各种开路以及短路等方面，会对电子电力系统造成一定的影响。所以，在进行智能故障的诊断时一定要判断相应的诊断模式，在其电感处安装智能断路器。这样就能提升智能故障的诊断效率。

1.2 参数性故障

参数性故障主要是因为电路的微感软件运行不流畅。尤其是在数字电路中，其电路通常是自动化运行，如果其出现参数性故障，那么其系统的运行必然会出现紊乱。在多个电阻终端的共同作用下，其必然会出现一定的参数性故障。所以，想要加强故障诊断的智能性，就要加强自动化智能处理。智能断路器首先能够保证电路的安全，而且其结合监控以及电路系统的保护为一体，充分保障了电力运行的可靠性。所以，在进行电路故障诊断的过程中一定要结合实际情况，对其诊断模式进行全面的分析，让智能诊断技术得到全面的优化和提高。

2 仪表自动化在智能故障诊断中的实现

2.1 数据编程控制

在进行仪表自动化的应用时，首先就要实现数据编程的自动化。简而言之就是要结合电路设备运行的状况，对其运行的轨迹以及运行的过程进行数据控制，而其在变化的过程中，变化的方向都需要输入不同的数据进行显示，在工厂生产的过程中，计算机软件应用于仪表后，大大简化了硬件结构，利用简单的软件编程可在控制电路中应用一些接口芯片即可完成一个控制复杂的功能。这样就使得电路的工作效率更高，而且还能让一些复杂的施工工艺逐渐简单化。所以，做好数据编程控制是仪表自动化运行的基础，而且仪表自动化还能对整个电路做出相应的检测，并及时地做出信息的反馈，实现电路故障的快速发现以及排除。

2.2 计算机软件功能

仪表的自动化功能想要实现，首先就要做好计算机软件平台搭建工作。因为只有利用计算机进行全面的数据计算，电子电路的仪表设备才能根据命令进行信息的反馈。尤其是在化工厂压缩工艺以及加热这些阶段，如果采用人工控制，不仅容易发生危险，而且计算机的精确度也不会受到影响。其次，想要实现化工厂中仪表的自动化，还要加强硬件的建设，主要是化工厂设备与智能化仪表之间的联系，其需要可靠的硬件做基础。然后与计算机软件功能相结合，从而达到化工厂中仪表自动化的目的。

2.3 数据处理功能

现在很多自动化仪表已经能够实现一键修复以及故障分析等功能。其主要是在电子电路设备进行检验的过程中，采用多种处理方式，对设备的各种数据进行检测及分析。在测量中常常会遇到线性化处理、自检自校、测量值与工程值的转换以及抗干扰问题。这些问题，自动化仪表都能通过软件平台进行及时的显示，并且自动化仪表还可以实现自动化的复位，对于一些较为复杂的故障还能及时做出反应，尤其是针对一些电流的变化、气压以及温度变化情况，其都具有很好的检测性。而且灵敏性相对较高，如果出现紧急情况，其会在第一时间做出相应的反应，从而提升其综合应用效率。数据处理功能不仅能够让仪表及时进行故障诊断，而且还能对一些较为简单的故障进行复位。尤其是在数字电路的运行中，通过仪表的自动化调控还能对一些小的故障进行及时的排除，真正实现仪表的自动化以及故障诊断的智能化。

3 智能故障诊断技术在电力电子电路方面的应用

3.1 对仪表系统进行优化

在电子电路中，其仪表系统通常需要得到较好的优化。因为仪表系统是智能化系统，所以需要技术员经常维护，防止系统出现故障或崩溃。电子电路的控制系统一般采用DCS控制系统，DCS可靠性高、故障率低、自诊断报警功能强、安装位置周边安全性高、机房建设标准高、使用环境好，而且重要仪表控制回路又采用冗余配置，因此DCS设备生命周期较长，优于现场仪表设备，但是也要定期对DCS系统进行维护，只有这样才能不断提高仪表自动化的可靠性。

3.2 对仪表硬件设施进行维护

对仪表硬件设施进行维护，能够全面提升仪表的应用进程。尤其是仪表的灵敏度能够得到大幅度的效果，在应用仪表的过程中，要科学合理，对其使用周期进行较为准确的掌控，对于一些陈旧的仪表部件要进行及时更换。同时还要提高温度、压力、流量、液位等参数测量的可靠性，不断提高仪表的灵敏性，让仪表的检测功能以及修复功能得到全面的提升，使得其对电子电路的诊断可靠性得到大幅度的提升。

3.3 加强电子电路诊断技术的应用

电力电子电路故障诊断技术有对故障信息进行检测和对故障的诊断两个方面。对故障信息检测是利用专门的故障检测技术对故障发生时的信息进行提取，为故障分析提供可参考的依据和数据；另外对故障进行诊断和判断，根据诊断出的故障信息，对产生故障的部位进行分析和进一步推理，从而可以找出导致故障出现的原因。

4 智能故障诊断技术在电力电子电路中的应用方法

4.1 故障诊断中的频谱分析法

频谱分析是故障诊断中常见的信号分析的方法。而傅里叶谱和沃尔什谱是现在常用的频谱。采用频谱分析的目的主要是为了降低信号中的噪声，方便提取信息。出现故障信号后，故障信号呈现的波形不能够清楚地反映故障的特征，不方便工作人员判断引发故障的原因。但是电子电路中所包含的故障信息点一般是有规律的，呈周期性的。因此可以用傅里叶变换将时域中的故障波形变换到频域，这样故障信息就会被凸显出来，最终实现故障的诊断。下面对傅里叶谱和沃尔什谱的工作原理进行详细说明。

其实傅里叶谱和沃尔什谱都是对一周期函数的分解，只是傅里叶谱变换是将某一周期函数分解成各种频率的正弦分量，而沃尔什谱变换是将某一函数分解成一组沃尔什函数分量。两者工作原理其实基本是一致的。

4.2 数字信号处理法

至于数字信号的处理方法，常见的就是自适应滤波了。这种处理方法简单直接，不需要工作人员了解信号一二阶的先验统计知识，而是能够直接利用观测资料进行分析，然后通过运算适当地改变滤波器中的参数。这样一来，自适应滤波器的输出就能够自动跟踪信号特征的变化波形。自适应处理最大的好处就是能够在噪声背景中提取出故障信息的特征，为工作人员做出正确的诊断提供依据。

以上是简单的说明，下面是对测量方法的进一步说明。测量方法一般来说分为检测滤波器的方法、状态估计法和参数辨识这三种方法。但是比较常用的是前两种，所以以下就详细说明一下前面两种方法。

其实检测滤波器方法比较简单，只需要工作人员将部件、执行机构和传感器故障的输出方向分别固定在特定的方向或平面上就可以了。这种测量方法可操作性强，而且作用也比较明显，至于状态估计法就没有检测滤波器直接，需要观测监测系统的状态变化，简单地说就是在进行故障诊断时，借助观测器系统的输出，取得系统输出的估计值。这个估计值会和实际输出值存在偏差，这个偏差我们称为量测残差。残差中含有大量的系统内部变化的信息，工作人员可以通过这些信息判断出故障信息。虽然状态估计法比较耗费时间，但是它突出的特点就是在线计算量小、诊断速度快、准确率比较高。最后是基于神经网络的故障诊断方法。这种故障诊断方法是利用神经网络的自学习、自回纳能力。但是需要经过一定的练习，才可以建立起故障信号与故障分类之间的映像关系。经过学习的神经网络可以实现故障诊断。这一诊断方法科学快速，只要神经网络不出错，故障诊断是较为快速准确的。

4.3 粗糙集方法

这个方法建立在保持分类不变的基础上，利用对知识的约简来推导概念的分类，特点在于能够分析并处理不完整和不精确的各种定量、定性或者混合性的不完整信息，能够从中发现隐含信息，揭示规律性。但是由于粗糙集方法是从不精确和不完整的信息中推导出的诊断规则，难免会出现误差。

5 结语

智能故障诊断技术在电力电子电路方面的应用十分关键，其能够有效地提升电路运行中的效率，而且通过实现仪表的自动化还能对故障进行及时的排除。所以在运用该技术的过程中，一定要对仪表的智能化系统进行优化，同时还要结合实际情况采用多种方法对电力电子电路进行全面的处理，只有这样电力系统才能得到全面的优化，智能故障诊断技术的应用价值才能不断提高。

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