專家系統(tǒng)在三相異步電動機保護中的應用

1、 實用科技專家系統(tǒng)在三相異步電動機保護中的應用田齊（江蘇信息職業(yè)技術學院）摘要：對三相異步電動機的故障形式進行了分析，針對三相異步電動機保護中的故障原因多，判斷復雜，無法用數(shù)學模型精確表示等問題，提出了以序分量為基礎的電流保護方法。并在此基礎上引入專家系統(tǒng)進行故障診斷，通過建立和改進專家系統(tǒng)的知識庫及推理機制，為三相異步電動機智能保護裝置的軟硬件設計提供了理論基礎。關鍵詞：電動機保護專家系統(tǒng)故障診斷1三相異步電動機故障情況分析三相異步電動機的故障形式主要分為繞組損壞和軸承損壞兩方面。對電動機進行智能保護主要通過測量電量（電流、電壓以及開關狀態(tài)等）來檢測電動機的運行狀況，因此面對的主要是繞組故障

2、。三相異步電動機常見故障的過流、負序和零序電流的分布情況如表1所示，單相故障設A 相為故障相，二相故障設B 、C 為故障相，Ip 表示故障前相電流幅值。表1三相異步電動機常見故障信息分布表Table1Causations of three-phase asynchronous motor faults 故障類型過電流負序電流零序電流其他故障特征設置保護類型無電流速斷三相短路(8-10 I P I a =Ib =Ic 無對稱無過流定時限堵轉(zhuǎn)(5-7 I P I a =Ib =Ic 無故障過流反時限I a =Ib =Ic 無過載(1.2-5 I P 無不對稱性故障非接地斷相逆相不平衡相間短路/2I

3、 P 無無有有有0.5I P I P 有1/I b無無無無I a =0，I b =I c I a =Ib =Ic I a I b I c I b =Ic I a I a I b =Ic I b ，I c I a =IP負序定時限零序法與人的思維接近，易于理解，同時，由于規(guī)則的格式相同，所以規(guī)則的修改、擴充或刪除都比較容易，對其余部分的影響也很小。電壓、溫度值和匹配的中間結論組成。測得到的各種電流、推理機包括推理方向、面向?qū)ο笸评砗屯评砜刂?。推理方向可分為正向推理、反向推理和雙向推理三種方式。在這里，根據(jù)具體情況采用不同的推理方向進行推理。例如：對于發(fā)生次數(shù)較少或完全不能確定故障源的故障采用正向

4、推理。對于重復發(fā)生或大致能確定出故障源的故障采用反向推理。對介于兩者之間的一類故障則采用雙向推理。面向?qū)ο笸评?。這里采用了面向?qū)ο蟮墓收显\斷專家系統(tǒng)，一個對象類既容納了相關領域的知識，又能通過方法進行推理，在推理過程中，既有對象內(nèi)部，又有對象外部的推理。推理控制。當推理機發(fā)現(xiàn)不止一條規(guī)則被激活時，必須作出唯一選擇，即消除沖突。若謂詞帶有變元，則根據(jù)變元值來確定；若謂詞不帶變元，則按照子句的順序匹配。沖突解決規(guī)則可在基類中定義，其他子類既可直接繼承使用又可根據(jù)實際情況加以重載。接單相接地地二相接地1/3I a 1/3I a有（值的大小取決于位置）根據(jù)對稱分量法，發(fā)生不對稱故障時，電動機電流可分解

5、為正序、負序和零序分量。當電動機三相對稱時，負序和零序電流為零，而發(fā)生不對稱故障時則會顯著增加。因此可以在檢測電動機過流程度的同時，以序分量為基礎，檢測負序、零序電流的大小。這樣不但能更好地反映電動機的運行狀況，還可以大大提高保護的靈敏度和可靠若以過流信息反映短路和堵轉(zhuǎn)性。從表1中常見的故障信息可知，故障，以負序和零序電流反映各類不對稱短路和接地短路等不對稱故障，可以實施比較全面的電流保護。2基于專家系統(tǒng)的電動機故障診斷2.1專家系統(tǒng)的原理與結構專家系統(tǒng)是人工智能研究的一個領域，其技術本質(zhì)是以領域知識為基礎，利用計算機程序，模擬人類領域?qū)＜业暮暧^推理活動，以得到與人類專家對某些特定領域問題相同

6、的解答結論。因此，專家系統(tǒng)技術就是利用計算機對于符號模型描述的領域知識進行符號推理技術。一個完整的專家系統(tǒng)通常由六個部分組成：知識庫、全局數(shù)據(jù)庫、推理機、知識獲取機制、解釋機制和人機接口。2.2.1設計初始知識庫專家對電動機進行診斷主要是根據(jù)零序、負序、過流、電壓、溫度以及電流之間的相互關系來診斷的。這里對專家的經(jīng)驗采用產(chǎn)生式表示法，將這些因素以及故障原因以一定的標識符表示，然后依據(jù)這些標識符形成規(guī)則集合，其中每一條產(chǎn)生式就對應一個知識模塊的一條規(guī)則，一般寫成：如果則的形式，即IF a THEN b ，其中a 為前提，b 為結論。這種產(chǎn)生式知識表示（上接第249頁）9幾點建議9.1嚴格微機監(jiān)控

7、系統(tǒng)的出廠和現(xiàn)場的檢驗和試驗（要把電氣性能放在重要位置），要求制造廠家應有完善的質(zhì)量保證體系和售后服務質(zhì)量。9.2微機監(jiān)控系統(tǒng)與繼電保護系統(tǒng)的配合和接口十分重要，特別是連接電纜和端子應會同各專業(yè)（如設計單位、各制造廠家）進行磋商和協(xié)商，以免造成遺漏、誤差和沖突的現(xiàn)象，影響整個系統(tǒng)的質(zhì)量和拖延工期。9.3在變電站自動化系統(tǒng)的選型上，建議在一個工程中，監(jiān)控系進試驗，如圖2，歸納出更完善的結果。3結論本文通過對三相異步電動機各種故障成因的分析，在保護原理上，拋棄了傳統(tǒng)的檢測三相電流（電壓）的方法，采用了檢測過流幅零序、負序電流的方法，得出了三相異步電動機故障的準確判據(jù)，值、進一步確定了各種保護措施的

8、實現(xiàn)方法。引入了異步電動機故障診斷的專家系統(tǒng)，設計了初始的知識庫，改進與歸納了知識庫與推理規(guī)則，完善了知識庫管理系統(tǒng)，更好的對各種故障做出預測，實現(xiàn)了故障信息的實時處理。參考文獻：1朱長安. 電動機保護的現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢. 繼電器.1993.01(02:28.2李璇華，黃益莊，唐曉泉等. 電動機故障分析和綜合保護配置. 繼電器. 2001.29(12:30.3王振江，盛肆清，顧雪平. 專家系統(tǒng)及其在電力系統(tǒng)中的應用. 西北電力技術.2002.05:2226.4李凡，鄒凡. 電力設備故障診斷專家系統(tǒng). 電腦與信息技術.1998.01:3841.統(tǒng)和繼電保護系統(tǒng)監(jiān)控采用同一廠家的設備，實現(xiàn)真正意義上的“四。統(tǒng)一”參考文獻：1汪小明，聶進培. 變電站自動化系統(tǒng)中微