電力變壓器智能故障診斷與絕緣測試技術是電氣工程研究生（或本科生）的一門專業課程。全書共10章，分別闡述神經網絡診斷方法及其混合算法在變壓器油中溶解氣體的故障診斷應用、基于粗糙集理論的變壓器故障診斷和故障定位、絕緣電阻和電容及介質損耗因數的測量、油紙絕緣極化響應與時域介電譜測量、極化等效電路模型和等效電路參數計算、油紙絕緣老化與等效電路特征量的關系等內容。本書內容由淺入深，為讀者構筑了一個從理論到實踐的學習平臺。書中除了闡述故障診斷理論外，還提供大量的故障診斷分析實例、診斷程序和圖表，力求讓讀者通過學習能系統掌握變壓器故障診斷方法和絕緣測試等知識。本書提供配套的分析實例、MATLAB計算程序等。 本書可以作為高等院校電氣、自動化等專業高年級本科生和研究生相關課程的教材，也可以供電力工程技術人員學習和參考。
蔡金錠，博士，福州大學電氣工程與自動化學院教授、博士生導師，電力工程系主任。長期從事研究生和本科生的教學和科研工作，為本科生講授電氣工程導論、電力系統穩態分析、教授講座等課程；為博士和碩士研究生講授高等電力網絡分析與應用和電氣絕緣測試技術與故障診斷等課程。研究方向為電氣設備故障診斷與絕緣狀態檢測、電力系統自動化運行與控制、電力設備全壽命周期成本管理與評估。曾兩次榮獲國家教育部科技進步三等獎，多次榮獲福州大學教學成果獎、福州大學優秀教學一等、二等獎和優秀教師榮譽稱號。近年來承擔國家自然科學基金項目2項、福建省自然科學基金項目2項、福建省教育廳科研基金和校企科技開發項目多項；在國內學術刊物和國際學術會議發表學術論文和教學改革論文40多篇，有20多篇論文被EI和ISTP收錄，其中一篇論文榮獲中國電機工程學報2004-2008年百篇杰出學術論文，多篇論文多次被他人引用。
目 錄
第1章 油中溶解氣體比值法故障診斷 1
1．1 油浸式電力變壓器主要結構和絕緣系統 1
1．2 變壓器故障特征 2
1．2．1 變壓器油中溶解氣體的產生 2
1．2．2 固體絕緣材料的分解及產生的氣體 3
1．2．3 氣體的其他來源 4
1．3 故障類型及其特征 4
1．4 油中溶解氣體故障診斷的依據 5
1．5 油中氣體三比值故障診斷 6
1．5．1 常規IEC三比值法 7
1．5．2 改良三比值診斷法 9
1．6 無編碼比值故障診斷 12
1．7 四比值故障診斷 13
1．7．1 得能堡比值法 13
1．7．2 羅杰士比值法 14
1．7．3 無編碼四比值法 15
1．8 其他診斷方法 15
1．8．1 O2/N2比值 15
1．8．2 C2H2/H2比值 16
1．8．3 氣體比值的圖示法 16
1．8．4 改良電協法 17
第2章 GA算法和BP神經網絡算法原理及操作步驟 19
2．1 遺傳算法基本原理 19
2．1．1 遺傳算法 19
2．1．2 遺傳算法的基本流程 19
2．1．3 模式定理和隱含并行性 21
2．1．4 算法關鍵參數與操作設計 21
2．2 改進的遺傳算法 25
2．2．1 雜交率、變異率的自適應調整 25
2．2．2 交叉算子的改進 26
2．2．3 變異算子的改進 27
2．2．4 加快收斂速度的措施 27
2．2．5 最優保存策略 28
2．2．6 改進遺傳算法的仿真 28
2．3 BP神經網絡及其改進算法 28
2．3．1 BP神經網絡 28
2．3．2 BP神經網絡算法原理及模型 29
2．3．3 BP神經網絡算法的實現步驟 31
2．4 改進反向傳播BP算法的措施 32
第3章 基于GA-BP混合算法的變壓器故障診斷 34
3．1 GA-BP混合算法基本原理 34
3．1．1 GA-BP混合算法 34
3．1．2 編碼策略 34
3．1．3 群體設定 35
3．1．4 適應度函數的確定 35
3．1．5 混合算法的實現 35
3．1．6 混合算法的收斂性分析 37
3．1．7 混合算法的優點 37
3．2 GA-BP網絡及混合算法的故障診斷 37
3．3 基于三比值神經網絡法故障診斷 42
3．4 基于四比值的神經網絡法故障診斷 44
第4章 基于粗糙集理論的變壓器故障診斷 47
4．1 粗糙集基本理論 47
4．1．1 知識與知識庫 47
4．1．2 粗糙集的上、下近似集 48
4．1．3 知識約簡 48
4．1．4 知識表達系統 49
4．1．5 決策表 49
4．1．6 決策表的化簡及分類規則 50
4．2 變壓器故障的分類代號 53
4．2．1 常規IEC三比值法故障分類代號 53
4．2．2 DGA新導則故障分類代號 53
4．3 基于粗糙集理論的IEC三比值故障診斷 54
4．3．1 基于粗糙集的常規三比值表化簡 54
4．3．2 基于粗糙集的新導則IEC―60599診斷法 56
4．4 變壓器故障診斷實例分析 59
第5章 基于粗糙集理論的變壓器故障定位 62
5．1 基于粗糙集理論的變壓器故障定位診斷 62
5．2 變壓器故障定位的判斷規則 62
5．3 變壓器故障定位實例分析 65
第6章 絕緣電阻和電容及介質損耗因數的測量 66
6．1 絕緣電阻與電阻率 66
6．2 影響絕緣電阻的主要因素 67
6．3 絕緣電阻的直接測量法 68
6．4 比較法測量絕緣電阻 70
6．5 充放電法測量絕緣電阻 72
6．6 相對介電常數 75
6．7 介質損耗因數 75
6．8 影響相對介電常數和介質損耗因數的主要因素 76
6．9 Cx和tan?x的電橋測量法 77
6．10 雙T電橋測量法 83
6．11 諧振法測量Cx及tan? 85
第7章 油紙絕緣時域介電譜的測量 91
7．1 油紙絕緣變壓器絕緣老化機理 91
7．2 油紙絕緣電介質極化理論 92
7．3 油紙絕緣介質響應特性 94
7．4 絕緣老化導致極化特性變化 95
7．5 極化、去極化電流法 96
7．6 回復電壓法 97
7．7 變壓器極化譜的測量方法 97
7．7．1 回復電壓測量的接線 97
7．7．2 極化、去極化電流測量 99
7．8 影響回復電壓測量的主要因素 101
7．9 充電電壓對極化譜測量的影響 104
7．9．1 充電電壓對回復電壓最大值的影響 105
7．9．2 充電電壓對回復電壓初始斜率的影響 105
7．9．3 充電電壓對峰值時間的影響 105
7．10 充放電時間對極化譜測量的影響 106
7．10．1 充放電時間比與回復電壓最大值的關系 107
7．10．2 充放電時間比與初始斜率Si的關系 107
7．10．3 充放電時間比與峰值時間tp的關系 108
第8章 油紙絕緣極化等效電路及其響應 110
8．1 油紙絕緣極化等效電路模型 110
8．1．1 極化等值電路元件的組成 111
8．1．2 基于X-Y模型的等值電路 113
8．2 基于擴展德拜模型的等值電路 114
8．3 極化等效電路的響應函數 116
8．4 油紙絕緣混聯等效電路模型 118
8．4．1 混聯等效電路模型 119
8．4．2 改進的混聯等效電路模型 121
第9章 油紙絕緣變壓器極化等效電路參數計算 128
9．1 介質極化等效電路模型 128
9．2 粒子群算法及其在參數計算中的應用 130
9．2．1 建立求解非線性方程組的目標函數 130
9．2．2 標準粒子群優化算法 131
9．2．3 改進粒子群優化算法 132
9．3 應用改進粒子群算法求解電路參數值 135
9．4 回復電壓計算方法 138
9．4．1 單極化支路回復電壓計算公式 138
9．4．2 多極化支路回復電壓計算通式 140
9．4．3 等效電路中幾何電阻Rg的求解 140
9．5 等效電路參數計算準確性分析 140
第10章 油紙絕緣老化與等效電路參數關系 144
10．1 油紙絕緣老化與等效電路極化支路數 144
10．1．1 等效電路極化支路數唯一性探討 144
10．1．2 油紙絕緣老化與極化支路數的關系 150
10．2 油紙絕緣老化與極化支路時間常數的關系 153
10．3 實例分析和驗證 155
附錄Ａ 故障診斷程序 158
附錄B 基于混沌粒子群混合算法的計算程序 163
附錄C 參數計算結果與測量曲線對比 169
參考文獻 172
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