第一章引言1.1课题的背景及意义作为我国的支柱产业，电力在社会的发展中起到了至关重要的作用，而且近几年我国GDP的快速持续增长，我国已成为除美国之外的第二大经济体。当然随着经济的发展，国内各方面对于电力的需求也日益增加，不管是国家重工业，还是人们的日常生活，电力在这些方面起到了有力的保障。变压器是电力系统中至关重要的器件，虽然变压器不需要移动，而且工作时振动十分微小，并且其中的变压器油性能优秀，由于这几个优点，变压器相对于其他电力设备来说发生故障的概率较小，但是因为设计上存在了一定的缺陷、制造工艺的不完善、调试工作的马虎等问题，变压器故障还是经常发生的。随着电力行业的快速发展，人们的生活与电力已经息息相关，所以在电力系统运行的过程中，需要随时随地的掌握变压器的状态，以免无法发现变压器的异常运行，并且一旦发生事故，会给人民生活造成巨大的财产损失。在变压器的运行过程中，需要对变压器的各方面进行监控并且进行一定的预测，并且测得的实时数据可以用来建立数据库，当变压器发生故障时候，可以用数据库中的数据进行对比，以此来判断变压器所发生的故障类型以及故障发生的原因。根据有关资料表明：变压器的在线监测技术能够降低故障的发生率，通过在故障发生之前便采取一定措施阻止故障的方法，每年约有三分之一的事故可以避免。这样一来，电力系统的安全性和可靠性便得到了提升。同时，由于事故的大量减少，经济效应也越来越明显，这两项技术也得到了人们的广泛认可，并且在越来越多的行业中的到应用。变压器的在线监测技术和故障诊断技术可以无时无刻的反映出设备的运行状态，减少了故障的发生，具有十分重要的科学意义和经济效益，同时还促进了社会的发展、提高了生活质量、提供了更加清洁高效的能源，为环保事业做出了杰出的贡献。1.2本文的主要研究内容本文主要把三比值法、神经网络及BP算法运用到变压器故障智能诊断中。本论文的主要研究内容如下：(1)简要分析国内外变压器故障智能诊断的现状和发展趋势。(2)归纳出变压器发生故障时的气体类型特征汇总。(3)全面介绍运用三比值法来对变压器故障类型进行分类，并利用matlab编写相关程序来实现这一过程，通过训练数据和测试数据来检验其精确度，并进行分析。(4)研究基于人工神经网络的变压器故障智能诊断方法，并构建基于BP算法的电力变压器诊断模型。(5)把三比值法与人工神经网络网络法检测的结果进行比较分析，判断哪种方法精确度更高。(6)总结全文，分析各方法的优缺点以及哪些仍然无法解决的问题，分析在变压器故障领域的上升空间，并展望未来。第二章变压器故障诊断的现状和发展趋势随着变压器技术的提高，变压器各方面的要求也变得更加苛刻，为了满足各方面的需要，现代变压器采用了更加紧凑的绝缘方式，因此变压器内部的绝缘将要承受更高的压力。随着人工智能技术的发展，越来越多的理论方法用来完善变压器故障诊断技术，比如特征气体法、三比值法、人工神经网络(ANN)、智能型系统法(TFDAD)、模糊理论(Fuzzy Theory)、专家系统法(TFDES)等，这些方法对故障诊断技术的完善补充使其得到了更大的发展与进步。2.1变压器油中溶解气体分析的研究(1)特征气体法这种方法主要是依据不同故障时油中溶解气体含量之间的差距来判断变压器所发生故障类型的。比如变压器过热时的主要成份是CH4、C2H4;局部放电时的主要成份是H2、CH4;电弧和火花放电时的主要成份是C2H2、H2;当故障涉及固体绝缘时就会产生大量的CO、C02气体。所以变压器的故障类型便可以通过这些溶解气体的主要成分来判断。(2)比值法该方法是根据各种气体的比值来判别变压器故障类型的。比值法可以分为有编码和无编码两种。有编码的有EC三比值法及其改良，日本电协研法及其改良，英国德能堡比值法等等：无编码的就是取消了气体比值区间对应一个编码，而是直接采用比值范围对应于一种故障。比值法舍弃了一些较小概率的情况，所以它的精确度不能是很高。2.2人工智能在变压器故障诊断中的应用社会经济的发展导致了科学技术的提升，与早期变压器故障检测的传统方法比较，电力变压器的在线监测技术和故障诊断技术有了非常大改变。运用计算机技术来对人的大脑活动进行模拟，现代生活中将其称为人工智能技术。而将这种技术运用到电力行业中，能够改善电网结构，尤其对于变压器故障诊断技术，效果很明显，即降低故障发生率，延长变压器使用寿命。目前在这一领域运用较多的技术有：专家系统、模糊数学、人工神经网络以及信息融合法等。(1)人工神经网络ANN(人工神经网络)是一种建立在动物神经网络行为基础上的算法数学模型，它运用分布式并行处理信息方式。这种网络通过调整其内部无比复杂的节点间连接关系来进行信息处理，并且这个网络能够自学习、自适应，在动态的过程中会不断进化，所以这方法在故障诊断中有广泛的应用。(2)信息融合法信息融合(information fusion)起源于l973年美国国防部自主开发的声呐