專利名稱：一種復(fù)雜電路網(wǎng)絡(luò)故障診斷方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種復(fù)雜電路網(wǎng)絡(luò)的故障診斷方法。屬于電子線路及通信技術(shù)領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
隨著電子技術(shù)的飛速發(fā)展，電子設(shè)備的組成和結(jié)構(gòu)變得越來越復(fù)雜，大多數(shù)復(fù)雜電子設(shè)備由模擬和數(shù)字電路混合組成。因此，對復(fù)雜電路可測性及分析的要求日益迫切，然而，現(xiàn)實中有關(guān)模擬電路故障診斷的理論與方法遠落后于數(shù)字電路的故障診斷，為了大規(guī)模復(fù)雜電網(wǎng)絡(luò)的故障診斷問題。本文提出一種新的電網(wǎng)絡(luò)故障診斷方法，將復(fù)雜電網(wǎng)絡(luò)中的支路及參數(shù)作為研究對象，利用線性化模型構(gòu)造電網(wǎng)絡(luò)參考模型，進行診斷方程構(gòu)造、故障定位、故障定值，用數(shù)據(jù)替化法生成系統(tǒng)故障數(shù)據(jù)，實現(xiàn)對電網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)故障的檢測與識另IJ。實驗結(jié)果表明，該故障診斷方法可準確檢測出復(fù)雜電網(wǎng)絡(luò)中的故障支路，驗證了方法的有效性
發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明提供了一種復(fù)雜電網(wǎng)絡(luò)故障診斷方法，將復(fù)雜電網(wǎng)絡(luò)中的支路及參數(shù)作為研究對象，利用線性化模型構(gòu)造電網(wǎng)絡(luò)參考模型，進行診斷方程構(gòu)造、故障定位、，故障定值，用數(shù)據(jù)替化法生成系統(tǒng)故障數(shù)據(jù)，實現(xiàn)對電網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)故障的檢測與識別。實驗結(jié)果表明，該故障診斷方法可準確檢測出復(fù)雜電網(wǎng)絡(luò)中的故障支路。為達到上述目的，本發(fā)明采取的技術(shù)方案為診斷方程構(gòu)造 可及端的注入電流向量I和可及端節(jié)點電壓向量U分別為
I = [I1, I2.. ·，im]T U = [UijU2--^UJt
N內(nèi)部的電導(dǎo)、電流、電壓分別記作gk，ik，uk。
由替代定理，故障網(wǎng)絡(luò)內(nèi)的支路可以用電流源代替，電流源的電流Aik就是Agk中的電流，即
A ik = -Agk (uk+Λ uk)
Δ U = Rm Δ j
Δ j是未知向量，上式即為診斷方程。
網(wǎng)絡(luò)可以看作是(m+b)端口，每個可及端對參考節(jié)點形成一個端口，共M個端口，NI中只含線性定常元件，這個多端口是互易的，為
_w_ Rl Rb J
故障定位
一個M個端口的電網(wǎng)絡(luò)N，其由二端電子元件構(gòu)成，電子元件的聯(lián)級方式如圖所示；設(shè)電網(wǎng)絡(luò)中極少數(shù)元件的值改變，即出現(xiàn)了故障，根據(jù)端口電流、電壓的測量結(jié)果去判斷哪個元件故障，為元件定位。診斷方程式(2)是m個代數(shù)方程，未知量Aj有b個分量，診斷算法。
(1)若f=1，即一條支路故障，設(shè)故障支路是k，診斷方程成為
AU = RmA j = rkAjk
檢查Rm的列是否和AU平行，如果有這樣的列，即求得故障支路。
(2)若⑴沒有故障，則f= 2，第次從Rm中取出兩列，檢查是否成立，如果有這樣的列，即求得故障支路。
故障定值
由故障定位進而確定故障元件值的改變量，為故障定值。
設(shè)已確定了支路k、h是故障支路，由式解出Ajk, Λ jh，則可以計算出uk+Auk和uh+Auh,再求出Agk與Δ gh，g卩故障支路的電導(dǎo)增量。本發(fā)明的技術(shù)效果本發(fā)明提供了一種復(fù)雜電網(wǎng)絡(luò)故障診斷方法，將復(fù)雜電網(wǎng)絡(luò)中的支路及參數(shù)作為研究對象，利用線性化模型構(gòu)造電網(wǎng)絡(luò)參考模型，進行診斷方程構(gòu)造、故障定位、故障定值，用數(shù)據(jù)替化法生成系統(tǒng)故障數(shù)據(jù)，實現(xiàn)對電網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)故障的檢測與識另IJ，實驗結(jié)果表明，該故障診斷方法可準確檢測出復(fù)雜電網(wǎng)絡(luò)中的故障支路。


圖I為復(fù)雜電網(wǎng)絡(luò)模型；圖2為實施例中電網(wǎng)絡(luò)電路原理具體實施例方式實施例假定圖示2電路中，支路編號同時代表電阻值，節(jié)點(1，3，4)是可及節(jié)點，m = 3；其它為不可及節(jié)點，令[I1,13，I4]分別是[1，0，0]，
與0，0，1。
則可以計算Rm
(a)設(shè)支路4的電阻由4Ω增至6Ω，支路5的電阻由5Ω增至10Ω，則可算出Ag4,Ag5,進一步可以算出Δυ。
(b)設(shè)f= 1，AU與Rm的任何列不成比例，則不成立；
(C)設(shè)f = 2，可以得到
rank (r3, r4) = rank (r3, r4, Δ U) = 2
(d)計算各個可能故障電導(dǎo)的變化；
(e)求真故障支路集 AU = [O. 04，I. 6,0. 9]τ
與上面的計算結(jié)果進行比較，即可求出支路4. 5為故障支路。
本發(fā)明提出一種新的電網(wǎng)絡(luò)故障診斷方法，將復(fù)雜電網(wǎng)絡(luò)中的支路及參數(shù)作為研究對象，利用線性化模型構(gòu)造電網(wǎng)絡(luò)參考模型，用數(shù)據(jù)替化法生成系統(tǒng)故障數(shù)據(jù)，實現(xiàn)對電網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)故障的檢測與識別，實驗結(jié)果表明，該故障診斷方法可準確檢測出復(fù)雜電網(wǎng)絡(luò)中的故障支路。
權(quán)利要求
1.一種復(fù)雜電網(wǎng)絡(luò)故障診斷方法，其特征在于該方法首先是將復(fù)雜電網(wǎng)絡(luò)中的支路及參數(shù)作為研究對象，利用線性化模型構(gòu)造電網(wǎng)絡(luò)參考模型，進行診斷方程構(gòu)造、故障定位、故障定值，用數(shù)據(jù)替化法生成系統(tǒng)故障數(shù)據(jù)，實現(xiàn)對電網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)故障的檢測與識別。實驗結(jié)果表明，該故障診斷方法可準確檢測出復(fù)雜電網(wǎng)絡(luò)中的故障支路。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的方法，其特征在于，診斷方程構(gòu)造 可及端的注入電流向量I和可及端節(jié)點電壓向量U分別為 I =[工1，工2· · ·，Im]TU = [UijU2--^UJt N內(nèi)部的電導(dǎo)、電流、電壓分別記作gk，ik，uk。
3.根據(jù)權(quán)利要求I所述的方法，其特征在于，根據(jù)替代定理，故障網(wǎng)絡(luò)內(nèi)的支路可以用電流源代替，電流源的電流Aik就是中的電流，即A ik = -Agk (uk+Λ uk) Δ U = Rm Δ j Δ j是未知向量，上式即為診斷方程。
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的方法，其特征在于，網(wǎng)絡(luò)可以看作是(m+b)端口，每個可及端對參考節(jié)點形成一個端口，共M個端口，NI中只含線性定常元件，這個多端口是互易的，為 H RmJf Rl Rb. j_
5.根據(jù)權(quán)利要求I所述的方法，其特征在于，故障定位 一個M個端口的電網(wǎng)絡(luò)N，其由二端電子元件構(gòu)成，電子元件的聯(lián)級方式如圖所示，設(shè)電網(wǎng)絡(luò)中極少數(shù)元件的值改變，即出現(xiàn)了故障，根據(jù)端口電流，電壓的測量結(jié)果去判斷哪個元件故障。
診斷方程式(2)是m個代數(shù)方程，未知量△ j有b個分量，診斷步驟為 (1)若f= 1，即一條支路故障，設(shè)故障支路是k，診斷方程成為AU = R111A j = rkAjk 檢查Rm的列是否和AU平行，如果有這樣的列，即求得故障支路 (2)若⑴沒有故障，則f= 2，第次從Rm中取出兩列，檢查是否成立，如果有這樣的列，即求得故障支路。
6.根據(jù)權(quán)利要求I所述的方法，其特征在于，由故障定位進而確定故障元件值的改變量，故障定值，設(shè)已確定了支路k、h是故障支路，由式解出Ajk, Δ jh，則可以計算出uk+Auk和uh+Auh,再求出Agk與Δ gh，即故障支路的電導(dǎo)增量。
全文摘要
本發(fā)明提供了一種復(fù)雜電網(wǎng)絡(luò)故障診斷方法，將復(fù)雜電網(wǎng)絡(luò)中的支路及參數(shù)作為研究對象，利用線性化模型構(gòu)造電網(wǎng)絡(luò)參考模型，進行診斷方程構(gòu)造、故障定位、故障定值，用數(shù)據(jù)替化法生成系統(tǒng)故障數(shù)據(jù)，實現(xiàn)對電網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)故障的檢測與識別。實驗結(jié)果表明。該故障診斷方法可準確檢測出復(fù)雜電網(wǎng)絡(luò)中的故障支路。
文檔編號G01R31/3167GK102914737SQ201210378538
公開日2013年2月6日 申請日期2012年9月21日 優(yōu)先權(quán)日2012年9月21日
發(fā)明者王少夫 申請人:安徽科技學(xué)院