Применение методов искусственного интеллекта в задачах технической диагностики электрооборудования электрических систем

ÐÅÄÀÊÖÈÎÍÍÀß ÊÎËËÅÃÈß 
ÑÅÐÈÈ «ÌÎÍÎÃÐÀÔÈÈ ÍÃÒÓ» 
 
 
д-р техн. наук, проф. (председатель)  А.А. Батаев 
д-р техн. наук, проф. (зам. председателя)  А.Г. Вострецов 
д-р техн. наук, проф. (отв. секретарь)  В.Н. Васюков 
 
д-р техн. наук, проф. А.А. Воевода 
д-р техн. наук, проф. В.И. Денисов 
д-р физ.-мат. наук, проф. А.К. Дмитриев 
д-р физ.-мат. наук, проф. В.Г. Дубровский 
д-р филос. наук, проф. В.И. Игнатьев 
д-р физ.-мат. наук, проф. О.В. Кибис 
д-р социол. наук, проф. Л.А. Осьмук 
д-р техн. наук, проф. Н.В. Пустовой 
д-р техн. наук, проф. Г.И. Расторгуев 
д-р физ.-мат. наук, проф. В.А. Селезнев 
д-р техн. наук, проф. Ю.Г. Соловейчик 
д-р техн. наук, проф. А.А. Спектор 
д-р техн. наук, проф. А.Г. Фишов 
д-р экон. наук, проф. М.В. Хайруллина 
д-р техн. наук, проф. В.А. Хрусталев 
д-р техн. наук, проф. А.Ф. Шевченко 
 
 
 
 
 

 

УДК 621.311:004.8 
         П 764 
 
 
Рецензенты: 
А.Г. Овсянников, д-р техн. наук, профессор 
C.В. Горелов, д-р техн. наук, профессор 
 
 
 
 
 
П 764  
Применение методов искусственного интеллекта в задачах технической диагностики электрооборудования электрических систем : монография / В.З. Манусов, В.М. Левин, А.И. 
Хальясмаа, Дж.С. Ахьёев; под общ. ред. В.З. Манусова. – Новосибирск : Изд-во НГТУ, 2020. – 446 с. – (Монографии НГТУ). 

ISBN 978-5-7782-4203-6 

Рассмотрены возможности применения методов искусственного 
интеллекта, вероятностно-статистических методов и экспертных оценок для технической диагностики электрооборудования электроэнергетических систем с учетом их текущего технического состояния, а также 
управление жизненным циклом и их остаточным эксплуатационным 
ресурсом. 
Монография представляет собой глубоко обобщающий труд, имеющий теоретическую и практическую значимость, и будет полезна для 
широкого круга научных работников, аспирантов, магистрантов и инженеров-электриков, работающих в области эксплуатации электросетевого оборудования электроэнергетических систем. 
 
УДК 621.311:004.8 
 
 
 
ISBN 978-5-7782-4203-6 
© Манусов В.З., Левин В.М., 
 
    Хальясмаа А.И., Ахьёев Дж.С., 2020 
 
© Новосибирский государственный 
 
    технический университет, 2020 

 

УДК 621.311:004.8 
         П 764 
 
 
 
 
 
Reviewers: 
DSc, professor A.G. Ovsyannikov 
DSc, professor S.V. Gorelov 
 
 
 
 
П 764  
Application of artificial intelligence methods for technical diagnostics of electrical equipment in power systems : monograph /  
V.Z. Manusov, V.M. Levin, A.I. Khalyasmaa, J.S. Ahyoev; ed. by 
V.Z. Manusov. – Novosibirsk: NSTU Publisher, 2020. – 446 p. – 
(NSTU Monograph). 

ISBN 978-5-7782-4203-6 

The possibilities of artificial intelligence methods application, probabilistic and statistical methods and expert assessments for power equipment 
technical diagnostics of electrical systems are considered taking into account 
their actual technical state, as well as life cycle management issues and residual operational resource. 
The present work will be useful as a deeply generalizing study having 
theoretical and practical importance for a wide range of scientists, graduate 
students, undergraduates and electrical engineers working in the field of 
power equipment operation, maintenance and repair. 
 
 
УДК 621.311:004.8 
 
 
ISBN 978-5-7782-4203-6 
© Manusov V.Z., Levin V.M., 
 
    Khalyasmaa A.I., Ahyoev J.S., 2020 
 
© Novosibirsk State 
 
    Technical University, 2020 

 

ÏÐÅÄÈÑËÎÂÈÅ 

 настоящее время в электроэнергетике большинства стран мира 
наблюдается смена парадигмы – переход от планово-предупредительных ремонтов к диагностике электрооборудования по  
текущему техническому состоянию для поддержания нормального 
качества функционирования электросетевого оборудования электроэнергетических систем. В настоящей монографии представлены и реализованы новые подходы к диагностированию технического состояния 
электрооборудования на основе методов искусственного интеллекта, 
включая теорию нечетких множеств и нечеткой логики, а также 
нейронных сетей, статистической идентификации и экспертных оценок 
с использованием соответствующих алгоритмов для установления 
причинно-следственных отношений между переменными. 
В работе приведен подробный анализ состояния проблемы технической диагностики и лежащие в ее основе термины и понятия. Для 
упрощения знакомства читателя с книгой описываются основные математические положения теории нечетких множеств, лингвистической 
переменной и нечеткой логики. Подробным образом расмотрены вопросы жизненого цикла электрооборудования и управления им. Показано, что оценки на основе медианы Кемени более устойчивы к разбросу мнений в группе и «выбросам» мнений отдельных экспертов«диссидентов», обусловленных их некомпетентностью или, наоборот, 
высокой компетенцией. 
В монографии представлена возможность применения метода анализа иерархий Т. Саати для оценки иерархии экспертных мнений о 
причинах диагностических дефектов. 
Монография содержит введение, одиннадцать глав, заключение и 
список литературы, включающий 293 библиографические ссылки. 
Общий объем монографии составляет 446 страниц. 

В 

 

ÑÏÈÑÎÊ ÑÎÊÐÀÙÅÍÈÉ 

ППР – планово-предупредительный ремонт 
ТД – техническая диагностика 
ТОиР – техническое обслуживание и ремонт 
СНВ – система нечеткого вывода 
ФП – функция принадлежности 
ВСП – вектор-столбцы приоритетов 
МАИ – метод анализа иерархий 
ИС – индекс согласованности 
ОС – отношения согласованности 
ЛПР – лицо, принимающее решение 
 
 
 

 

ÂÂÅÄÅÍÈÅ 

 настоящее время взамен парадигмы планово-предупредительных ремонтов (ППР) предлагается играющая все бо´льшую 
роль диагностика текущего технического состояния электрооборудования электрических сетей и подстанций, что позволяет выводить электрооборудование в ремонт исходя из результатов этой диагностики. 
Такой подход даст возможность по-другому и наиболее полно 
взглянуть на принятую систему планово-предупредительных ремонтов. Необходимо отметить, что попытки применения математических 
методов для оценки технического состояния электрооборудования 
являются велением времени. Пока на практике в каждой организации 
функционируют свои опробованные системы технического обслуживания и ремонта. Однако они в большей степени опираются на ту же 
единую систему планово-предупредительных ремонтов, имеющих ряд 
недостатков, которые более подробно рассмотрены в последующих 
главах настоящей работы. Иначе говоря, планово-предупредительные 
ремонты, которые когда-то считались развитыми и передовыми, с течением времени перестают удовлетворять эксплуатационным требованиям. 
В свою очередь, из-за того, что отсутствуют научно обоснованные 
рекомендации и методики по определению технического состояния 
оборудования, чаще всего периодичность технического обслуживания 
и ремонта устанавливается согласно годовому графику технического 
обслуживания. Так как график составляется заранее, он не может отражать фактического технического состояния оборудования, следовательно, не дает полной объективной оценки. 
В данной работе рассматривается иной подход оценки технического состояния электрооборудования: на основе экспертных мнений  

 

 

о его текущем фактическом состоянии. А именно как результат совокупности отдельных экспертных мнений, каждое из которых имеет 
свой уровень компетентности, в результате чего оценки в группе экспертов согласуются в той или иной степени. Особенно часто возникает 
проблема согласованности заключений экспертов, когда ярко выражена противоречивость мнений специалистов-теоретиков и специалистов, которые работают в эксплуатации. Проверку согласованности 
мнений экспертов можно осуществлять разными путями, наиболее 
распространенные из них представлены в данной работе. 
Рассматривается два подхода: основанный на среднеарифметических оценках и на медианных оценках на основе медианы Кемени. 
Кроме того, приводится сравнительный анализ двух подходов. Рассматриваемые методы позволят оперативно принять решение о судьбе 
электрооборудования, а именно: находится ли оно в работоспособном 
состоянии, или требует вывода в ремонт, или достигло предельного 
состояния и требует вывода из эксплуатации. 
Таким образом, в работе представлен анализ экспертных оценок на 
основе текущего технического состояния электрооборудования. 
Построению моделей принятия решений на основе нечеткой информации и нечеткого логического вывода посвящены работы Л. Заде, 
Е. Мамдани, А.Н. Аверкина, И.З. Батыршина, Д. Баршдорфа, В.З. Манусова, Р.А. Алиева, А.Н. Борисова, О.А. Крумберга и других.