[發(fā)明專利]一種變壓器故障診斷系統(tǒng)

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 201811437681.2
• 申請日: 2018-11-28
• 公開（公告）號: CN109507510A
• 公開（公告）日: 2019-03-22
• 發(fā)明（設計）人: 不公告發(fā)明人
• 申請（專利權）人: 深圳桓軒科技有限公司
• 主分類號: G01R31/00
• 分類號: G01R31/00;G10L25/51
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

本發(fā)明公開了一種變壓器故障診斷系統(tǒng)，包括數(shù)據(jù)采集模塊、數(shù)據(jù)處理模塊、故障診斷模塊和監(jiān)控平臺；數(shù)據(jù)采集模塊采集變壓器工作時發(fā)出的音頻信號；數(shù)據(jù)處理模塊對采集的音頻信號進行處理，以獲取音頻信號的音頻特征信息；故障診斷模塊用于將得到的音頻特征信息與預存儲的變壓器正常工作時發(fā)出的音頻信號的音頻特征信息進行比對，確定變壓器是否發(fā)生故障，并輸出診斷結果至監(jiān)控平臺；監(jiān)控平臺，用于接收診斷結果，并在診斷結果顯示變壓器發(fā)生故障時，進行報警，同時提醒維修人員進行檢修。該系統(tǒng)使用方便，能對變電站變壓器的多種不同故障狀態(tài)通過變壓器發(fā)出的音頻信號進行判斷，提高了該系統(tǒng)的集成度，減少了工作人員的巡檢次數(shù)，降低了成本。

技術領域

本發(fā)明涉及電力設備監(jiān)測技術領域，具體涉及一種變壓器故障診斷系統(tǒng)。

背景技術

目前對變壓器的狀態(tài)監(jiān)測主要涉及異常電壓、異常電流、異常溫度等，需要不同傳感器單元進行監(jiān)測。變壓器在合閘通電運行后，鐵芯中交變的磁通會在鐵芯硅鋼片間產生一種力的振動的記過。因此會有“嗡嗡”的響聲發(fā)出，這一聲音的大小和施加于變壓器上的電壓和電流成正比。正常運行中，變壓器鐵芯聲音應是均勻的，但是，如果出現(xiàn)異常電流或者異常電壓，這一聲音的特性將發(fā)生變化。同時，變壓器的零件松動，鐵芯故障，匝間短路等其他情況均會導致這一聲音特性的變化。

目前對變壓器聲音的監(jiān)控形式主要為工作人員定期巡檢，不能及時發(fā)現(xiàn)問題，并且主要反映的問題僅為異常電壓和異常電流情況，主觀判斷因素也較大，缺乏量化指標。

發(fā)明內容

針對上述問題，本發(fā)明提供一種變壓器故障診斷系統(tǒng)。

本發(fā)明的目的采用以下技術方案來實現(xiàn)：

一種變壓器故障診斷系統(tǒng)，該變壓器故障診斷系統(tǒng)包括數(shù)據(jù)采集模塊、數(shù)據(jù)處理模塊、故障診斷模塊和監(jiān)控平臺；所述數(shù)據(jù)采集模塊，固定安裝在變壓器上，用于采集變壓器工作時發(fā)出的音頻信號；所述數(shù)據(jù)處理模塊，用于對采集的音頻信號進行處理，以獲取所述音頻信號的音頻特征信息；所述故障診斷模塊，用于將從所述數(shù)據(jù)處理模塊得到的音頻特征信息與預存儲的變壓器正常工作時發(fā)出的音頻信號的音頻特征信息進行比對，確定變壓器是否發(fā)生故障，并輸出診斷結果至監(jiān)控平臺；所述監(jiān)控平臺，用于接收所述診斷結果，并在所述診斷結果顯示變壓器發(fā)生故障時，進行報警，同時提醒維修人員進行檢修。

優(yōu)選地，所述監(jiān)控平臺上設有存儲器，用于存儲所述故障診斷模塊的診斷結果。

優(yōu)選地，該變壓器故障診斷系統(tǒng)還包括與所述故障診斷模塊相連的數(shù)據(jù)庫，所述數(shù)據(jù)庫中預存有變壓器正常工作時發(fā)出的音頻信號的音頻特征信息。

優(yōu)選地，所述數(shù)據(jù)采集模塊是聲學傳感器。

優(yōu)選地，所述數(shù)據(jù)處理模塊包括：音頻檢測單元、降噪單元、端點檢測單元和特征提取單元；所述音頻檢測單元，用于對采集的音頻信號進行檢測，以獲取第一音頻片段；所述降噪單元，用于對所述第一音頻片段進行降噪處理；所述端點檢測單元，用于對降噪后的第一音頻片段進行端點檢測，以獲取第二音頻片段；所述特征提取單元，用于從所述第二音頻片段提取音頻特征信息。

優(yōu)選地，所述對采集的音頻信號進行檢測，以獲取第一音頻片段，具體是：

(1)對采集的音頻信號進行分幀、加窗和快速傅里葉變換，并獲取每一幀音頻信號的幅度譜；

(2)基于獲得的幅度譜，利用自定義的判決函數(shù)計算每一幀音頻信號的判決函數(shù)值，其中，自定義的判決函數(shù)為：

式中，式中，T(i)為第i幀音頻信號的判決函數(shù)值，i＝1,2,…,I，I為幀的個數(shù)，|W_i+1(k)|、|W_i(k)|、|W_i-1(k)|和|W_i+j(k)|分別為第(i+1)幀、第i幀、第(i-1)幀、第(i+j)音頻信號的幅度譜，M為預設的幀數(shù)，k為頻點；