基于故障录波数据的牵引变电所故障分析专家系统研究

高速重载的电力牵引是铁路现代化的发展方向，对供电可靠性和安全性的要求越来越高，牵引供电系统的维修时间也大幅缩短。所以，建立一个能够帮助值班人员理解录波信息、判断故障元件并校验保护和断路器动作行为的故障分析专家系统就具有明显的理论意义和实践意义。 本文在分析和总结现有的牵引变电所及电网故障诊断系统的方案设计及实现方法的优缺点的基础上，首先阐述了故障录波数据在变电所故障分析和诊断中的重要性，接着介绍了与本故障分析系统配套使用的变电所微机故障录波装置的工作原理及其录波文件的结构，并与IEEE的标准COMTRADE文件格式做了对照。然后对本故障分析专家系统进行了详细的功能分析、总体方案设计和各分析功能的算法设计，指出故障分析专家系统由故障信息预处理子系统和专家系统内核两部分组成，前者负责图形化的波形分析和故障参数计算和有效故障信息的提取，而后者负责故障设备诊断和保护、开关动作行为的评价。其中，在专家系统内核的设计中采用了典型的产生式专家系统的结构：以推理机为中心，以电气设备库、故障信息库组成的数据库和电流突变事件鉴别、继电保护原理规则库、保护—断路器配置库组成的规则库为基础，以解释模块和人机接口为辅助组成部分，分别对数据库中的电气设备和规则库中的故障推理规则采用对象和产生式规则的表示方法，在故障推理中应用了过程式的推理机和以故障数据为驱动的正向推理方法。最后，举例说明了变电所数据库及规则库的建立方法，并利用面向对象编程技术实现了基于故障录波数据的变电所故障分析专家系统的部分功能。