人工智能技术在变压器故障诊断中的应用研究

杨健一

摘 要：本文以变压器故障诊断为研究视角，针对人工智能技术在变压器故障诊断中的应用展开分析讨论。期待为进一步提高变压器故障诊断工作效率抛砖引玉。

关键词：变压器;故障诊断;专家系统;人工智能

变压器在电力系统中发挥关键作用，变压器故障种类比较多，如何高效准确诊断其故障是电力系统运维工作的重点。所以，应该将人工智能技术有效应用到这一工作实践中，从而提高变压器故障诊断的准确度。

1 人工智能概述

美国斯坦福大学人工智能研究中心尼尔逊教授指出，人工智能是关于知识的学科，是集中分析与探究获得知识、利用知识的科学;而麻省理工学院的温斯顿教授指出，人工智能技术就是研究如何利用现代计算机技术去完成过去只能通过人工才能完整的工作任务的科学。针对人工智能技术的这些观点在不同维度阐释了人工智能的思想与内容。笔者认为，人工智能技术就是在研究人类智力活动的基础上，构建起具备智能化特征的人工系统，集中探讨如何利用电子计算机完成人类智力活动好的学科，通过电子计算机的硬件配置以及软件工具去模仿人类所具备智能的原理与规律。由此可见，人工智能技术是电子计算机科学的分支，诞生于20世纪七十年代，是20世纪世界三大尖端技术（人工智能技术、空间技术、能源技术）之一，同时也是21世纪三大尖端技术（人工智能技术、纳米技术、基因工程）之一。迄今为止，人工智能技术已经走过了近半个世纪的发展历程，在诸多领域得到了广泛青睐与关注，并取得了良好的反馈结果，如今人工智能技术已经成为了独立的科学分支，无论在理论角度来看，还是从实践的角度来看都已经形成了体系。

2 人工智能技术在变压器故障诊断中的应用

在电力事业发展实践中，针对变压器故障诊断的传统方法主要就是利用实验分析法对变压器的参数进行测定，在对参数实施分析的基础上实现故障的诊断，这样的故障诊断方法无论从诊断效率上来看，还是从诊断结果的精准上来看都不是很高。基于人工智能技术而研发出来的专家系统、人工神经网络、灰色故障诊断技术、数据挖掘技术等在变压器故障诊断过程中都凸显出了极高的利用价值，对于提高变压器故障诊断效率与提升变压器故障诊断结果精度都显示出无与伦比的优势，无疑是现阶段电力事业发展实践中变压器故障诊断的新途径、新方法。在上述几种故障诊断技术当中，专家系统具有代表性，利用比较广泛，所以现针对基于人工智能技术的变压器诊断专家系统展开分析讨论。

基于智能技术的变压器故障诊断专家系统，是在积累与分析电力事业发展实践中多位专家在诊断变压器故障这一实际工作中所应用的理论知识、推理方式、技术技能的基础之上，将其编制为一个计算机应用程序，围绕着气体色谱分析方法，有效利用三比法以及气体特征对电力系统中变压器的运行情况做出分析，进而结合相关参数去精准判断变压器的故障。与此同时，结合变压器外部检查、绝缘油特质试验、绝缘油的预防性常规检查等手段构建数据库。在专家系统当中所具的综合分析模块，对变压器气体色谱进行分析、外部检查等工作的结果进行整合，对变压器的运行情况做出深入性分析与判断，最终生成诊断报告，在报告当中还会包括一定的运维建议。在基于人工智能能技术的变压器故障诊断专家系统当中，协调器是最为关键的模块，协调器对其他各个模块的运行发挥控制与协调的作用。大体上来看，在结合了人工智能技术的变压器故障诊断专家系统当中，主要包括以下几个部分：

第一，变压器故障诊断的理论知识数据库，其是模块化的结构，是整合系统的核心所在。第二，数据库。数据库主要由气体分析、绝缘预防数据库、动态数据库等几个部分组成。其中气体分析与绝缘预防数据库是将变压器运行过程中气体数据以及绝缘预防数据的历史归档做出基础的，可以为用户查询历史数据、管理历史数据带去方便。在应用的过程中，相关工作人员将当前的数据信息输入到系统当中，系统将会自动将当前数据信息与历史数据的发展趋势做出快速的纵向比对，并结合实验数据进行高效的横向比对。而动态性数据库是一个上下文树，主要用于储存推理的过程以及最终得出的推理结论，在用户需要获得相关解释的时候，解释机制可以对动态性数据库中的相关数据信息进行调用，进而将其作为依据为用户做出某種解释。第三，推理模块。可以实现在目标驱动之下的反向推理，在其中引入模糊机制，可以对一些模糊问题进行有效处理。第四，学习模块。在构建基于人工智能技术的变压器故障诊断专家系统的过程中，通过对数位专家的专业知识以及技能进行总结并有效提取，将这些知识进行形式化处理并编码之后输入到计算机系统当中，从而也就形成了知识库。第五，上下文模块。主要的功能就是存放中间结果，为推理模块提供记录功能，指导推理模块的推理论证过程，和得出相应的推理结论。

3 结语

综上所述，将人工智能技术有效应用到变压器故障诊断实践中，是进一步提高变压器运维工作效率的需要，是确保电力系统安全稳定运行的需要，更是推动电力事业健康稳定发展的需要。希望通过文章的阐述，可以使得相关工作人员认识到人工智能技术的优势所在，进而加大投入力度，转变工作理念，与时俱进整合先进技术，构建起基于人工智能技术的变压器故障诊断机制，进而提高变压器故障诊断的效率，为后续开展的运维工作奠定坚实的基础。

参考文献：

[1]张永俊.智能变电站变压器在线监测与故障诊断系统设计[D].成都：西南交通大学，2017.

[2]谭子平.基于人工智能技术的变压器故障诊断[J].计算机光盘软件与应用，2014，17（04）：31-32.