[发明专利]一种基于声音信号的变压器工作状态监测方法及系统

说明书

本发明涉及一种基于声音信号的变压器工作状态监测方法及系统，所述方法包括：在N个监测点获取变压器的N个声音信号；N为大于或等于1的正整数；对N个所述声音信号进行标准化处理，得到N个标准化信号；基于N个所述标准化信号，采用双时域S变换法得到N个声音特征向量；构建N个所述声音特征向量的灰度共生矩阵；基于所述灰度共生矩阵，采用向量拟合法得到相邻两个时刻的熵值；基于相邻两个时刻的所述熵值，确定变压器的运行状态是否发生改变。本发明根据熵值的变化对变压器的工作状态进行高效、准确地判断，以及时进行检修处理，避免形成重大故障。

技术领域

本发明涉及电力技术领域，特别是涉及一种基于声音信号的变压器工作状态监测方法及系统。

背景技术

电力变压器作为电压转换和电能传输的一次设备，在电力系统中有着十分重要的地位，并被称为电力系统的心脏，其安全稳定的运行对电网的可靠性及稳定性意义重大。电力系统中的变压器用量大，容量等级和规格繁多，在长期运行过程中的故障及事故总是无法完全避免，一旦变压器出现故障，将可能对电网带来巨大的经济损失，并危及运维人员的人身安全。因此，对运行中的电力变压器的工作状态进行及时有效的监测分析，及早发现潜在故障隐患，指导变压器的运行维护和状态检修，一直是电力行业设备运维人员的关注热点。

现有的对变压器的工作状态进行监测大多基于声音信号，然而，因运行中的变压器的声音信号经变压器箱体向四周进行辐射传播时，不可避免地会受到诸如周围环境和声传感器放置位置所引发的声音信号衰减等多种因素的影响，分析方法如快速傅里叶变换与小波分析等大都对单一监测点的声音信号进行分析，且快速傅里叶算法较难以分析非平稳的故障声音信号，小波分析在小波基的选取等方面存在局限性。

发明内容

有鉴于此，本发明提供了一种基于声音信号的变压器工作状态监测方法及系统，以高效、准确地对变压器的工作状态进行判断。

为实现上述目的，本发明提供了如下方案：

一种基于声音信号的变压器工作状态监测方法，包括：

在N个监测点获取变压器的N个声音信号；N为大于或等于1的正整数；

对N个所述声音信号进行标准化处理，得到N个标准化信号；

基于N个所述标准化信号，采用双时域S变换法得到N个声音特征向量；

构建N个所述声音特征向量的灰度共生矩阵；

基于所述灰度共生矩阵，采用向量拟合法得到相邻两个时刻的熵值；基于相邻两个时刻的所述熵值，确定变压器的运行状态是否发生改变。

优选地，所述基于N个所述标准化信号，采用双时域S变换法得到声音特征向量，包括：

令i＝1；i∈N；

对第i个所述标准化信号进行分段处理，得到M个标准化子信号，相邻两段所述标准化子信号部分重叠；M为大于1的正整数；

对第j个所述标准化子信号进行双时域离散S变换，得到第j个所述标准化子信号的声音双时域变换谱矩阵，令j取不同的值，重复此过程得到M个所述声音双时域变换谱矩阵；j∈M；

依次提取M个所述声音双时域变换谱矩阵的对角线上的元素，构建第i个所述声音特征向量；

令i＝i+1，重复执行上述过程，得到N个所述声音特征向量。

优选地，所述构建N个所述声音特征向量的灰度共生矩阵，包括：

对N个所述声音特征向量进行整合得到声音特征矩阵；

以宽度为C₁的矩形窗从所述声音特征矩阵的每一行起始位置开始进行顺序截取；得到N×C₂个窗口；C₂为所述声音特征矩阵中每行的窗口数量；