[發明專利]基于可聽聲分析的干式變壓器放電檢測方法及系統

有效

• 申請號: 202110997908.4
• 申請日: 2021-08-27
• 公開（公告）號: CN113933658B
• 公開（公告）日: 2023-08-29
• 發明（設計）人: 張寒;丁玉柱;唐信;鄧維;劉衛東
• 申請（專利權）人: 國網湖南省電力有限公司;國網湖南省電力有限公司檢修公司;國家電網有限公司
• 主分類號: G01R31/12
• 分類號: G01R31/12;G01R31/62
• 代理公司: 湖南兆弘專利事務所(普通合伙) 43008
• 代理人: 譚武藝

本發明公開了一種基于可聽聲分析的干式變壓器放電檢測方法及系統，本發明基于可聽聲分析的干式變壓器放電檢測方法包括獲取被檢測干式變壓器運行時的音頻信號；針對音頻信號提取其中的高頻信號分量；針對高頻信號分量進行特征提取，獲取其中的高頻靜態特征和高頻動態特征；基于高頻動態特征和高頻靜態特征判斷被檢測干式變壓器是否存在放電情況。本發明旨在實現針對干式變壓器放電特征檢測，且對測試對象無損傷，環境適應性強，充分考慮了變壓器異常狀態信號的非平穩性，結合信號的動靜態特征，具有較強的標識性以及更好地容錯性，能夠更加有效且準確的反映放電信號特征，提高放電故障檢測的精度。

技術領域

本發明涉及電力行業設備故障診斷技術，具體涉及一種基于可聽聲分析的干式變壓器放電檢測方法及系統。

背景技術

電力變壓器是電力系統中與電力用戶關系最為密切的環節。而電力變壓器運行故障是導致電力系統大面積停電的關鍵原因。變壓器的運行壽命取決于其絕緣材料的狀態，絕緣一旦故障則必定造成變壓器的停運。因此，變壓器的絕緣狀況與局部放電存在著密不可分的關系。

干式變壓器的環氧樹脂，會由于生產技術限制或者運輸、安裝及運行維護過程中的操作不當等原因，在絕緣中造成毛刺、氣隙、金屬微粒、接觸不良等缺陷，而在缺陷部位易出現電荷聚集，造成變壓器內部電場分布不平均，進而導致局部放電現象。局部放電會進一步損傷絕緣性能，加快絕緣老化，繼而又會加重局部放電，形成惡性循環，直至變壓器絕緣性能完全喪失。開展電力變壓器的放電故障診斷對保障電網安全運行具有極重要的現實意義。

目前，為了檢測干式變壓器局部放放電情況，根據狀態參量的類別能夠將局部放電檢測方法分為電測法與非電測法兩類。電測法中例如高頻檢測法、特高頻檢測法等，由于傳感器需安裝的位置不便或是電暈干擾，均不太適用于干式變壓器的放電故障檢測。因此非電測法更加適合干式變壓器。

非電測法主要是基于光學或聲學方式的檢測。光測法是檢測局部放電發生時輻射出的光波來實現對變壓器放電故障的檢測。光測法依托于將各類光學傳感器放置于變壓器內部，因為光信號不會受到電暈、噪聲等干擾，所以此方法具有較高的檢測靈敏度，并能夠實現局放定位。但由于變壓器結構復雜，透光性差，對處于繞組內部或光傳感器視距之外的局放不能實現有效檢測。而且光學傳感器需要安裝于變壓器內部，不適用于已投運變壓器，并且其安裝位置和安裝方式對自身檢測性能及變壓器安全等級均會產生影響。

在基于聲學的變壓器放電故障檢測中，實際最常用的是超聲波檢測法。其利用固定在變壓器箱壁上的超聲傳感器來接收局部放電所產生的超聲波信號，其檢測頻率范圍在20kHz-200kHz，可以實現定位效果。但是超聲波對振動信號敏感，變壓器在強電磁場中的振動會造成聲波信號的衰減較大。再加上變壓器本身結構復雜，使聲波信號在傳播過程中存在大量的折射和反射，從而導致這種方法的檢測靈敏度較低。

發明內容

本發明要解決的技術問題：針對現有技術的上述問題，提供一種基于可聽聲分析的干式變壓器放電檢測方法及系統，本發明旨在實現針對干式變壓器放電特征檢測，且對測試對象無損傷，環境適應性強，充分考慮了變壓器異常狀態信號的非平穩性，結合信號的動靜態特征，具有較強的標識性以及更好地容錯性，能夠更加有效且準確的反映放電信號特征，提高放電故障檢測的精度。

為了解決上述技術問題，本發明采用的技術方案為：

一種基于可聽聲分析的干式變壓器放電檢測方法，包括：

1)獲取被檢測干式變壓器運行時的音頻信號；

2)針對音頻信號提取其中的高頻信號分量；

3)針對高頻信號分量進行特征提取，獲取其中的高頻靜態特征和高頻動態特征；

4)基于高頻動態特征和高頻靜態特征判斷被檢測干式變壓器是否存在放電情況。