[发明专利]一种变压器故障诊断系统

说明书

本发明公开了一种变压器故障诊断系统，包括数据采集模块、数据处理模块、故障诊断模块和监控平台；数据采集模块采集变压器工作时发出的音频信号；数据处理模块对采集的音频信号进行处理，以获取音频信号的音频特征信息；故障诊断模块用于将得到的音频特征信息与预存储的变压器正常工作时发出的音频信号的音频特征信息进行比对，确定变压器是否发生故障，并输出诊断结果至监控平台；监控平台，用于接收诊断结果，并在诊断结果显示变压器发生故障时，进行报警，同时提醒维修人员进行检修。该系统使用方便，能对变电站变压器的多种不同故障状态通过变压器发出的音频信号进行判断，提高了该系统的集成度，减少了工作人员的巡检次数，降低了成本。

技术领域

本发明涉及电力设备监测技术领域，具体涉及一种变压器故障诊断系统。

背景技术

目前对变压器的状态监测主要涉及异常电压、异常电流、异常温度等，需要不同传感器单元进行监测。变压器在合闸通电运行后，铁芯中交变的磁通会在铁芯硅钢片间产生一种力的振动的记过。因此会有“嗡嗡”的响声发出，这一声音的大小和施加于变压器上的电压和电流成正比。正常运行中，变压器铁芯声音应是均匀的，但是，如果出现异常电流或者异常电压，这一声音的特性将发生变化。同时，变压器的零件松动，铁芯故障，匝间短路等其他情况均会导致这一声音特性的变化。

目前对变压器声音的监控形式主要为工作人员定期巡检，不能及时发现问题，并且主要反映的问题仅为异常电压和异常电流情况，主观判断因素也较大，缺乏量化指标。

发明内容

针对上述问题，本发明提供一种变压器故障诊断系统。

本发明的目的采用以下技术方案来实现：

一种变压器故障诊断系统，该变压器故障诊断系统包括数据采集模块、数据处理模块、故障诊断模块和监控平台；所述数据采集模块，固定安装在变压器上，用于采集变压器工作时发出的音频信号；所述数据处理模块，用于对采集的音频信号进行处理，以获取所述音频信号的音频特征信息；所述故障诊断模块，用于将从所述数据处理模块得到的音频特征信息与预存储的变压器正常工作时发出的音频信号的音频特征信息进行比对，确定变压器是否发生故障，并输出诊断结果至监控平台；所述监控平台，用于接收所述诊断结果，并在所述诊断结果显示变压器发生故障时，进行报警，同时提醒维修人员进行检修。

优选地，所述监控平台上设有存储器，用于存储所述故障诊断模块的诊断结果。

优选地，该变压器故障诊断系统还包括与所述故障诊断模块相连的数据库，所述数据库中预存有变压器正常工作时发出的音频信号的音频特征信息。

优选地，所述数据采集模块是声学传感器。

优选地，所述数据处理模块包括：音频检测单元、降噪单元、端点检测单元和特征提取单元；所述音频检测单元，用于对采集的音频信号进行检测，以获取第一音频片段；所述降噪单元，用于对所述第一音频片段进行降噪处理；所述端点检测单元，用于对降噪后的第一音频片段进行端点检测，以获取第二音频片段；所述特征提取单元，用于从所述第二音频片段提取音频特征信息。

优选地，所述对采集的音频信号进行检测，以获取第一音频片段，具体是：

(1)对采集的音频信号进行分帧、加窗和快速傅里叶变换，并获取每一帧音频信号的幅度谱；

(2)基于获得的幅度谱，利用自定义的判决函数计算每一帧音频信号的判决函数值，其中，自定义的判决函数为：

式中，式中，T(i)为第i帧音频信号的判决函数值，i＝1,2,…,I，I为帧的个数，|W_i+1(k)|、|W_i(k)|、|W_i-1(k)|和|W_i+j(k)|分别为第(i+1)帧、第i帧、第(i-1)帧、第(i+j)音频信号的幅度谱，M为预设的帧数，k为频点；