專利名稱：基于音頻信息的電力變壓器在線狀態(tài)監(jiān)測系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及電力設(shè)備在線監(jiān)測技術(shù)領(lǐng)域，即基于音頻信息的電力變壓器狀態(tài)在線監(jiān)測系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
電力變壓器在運(yùn)行過程中，由于負(fù)載的變化而導(dǎo)致設(shè)備內(nèi)部電壓的波動(dòng)，同時(shí)由于設(shè)備內(nèi)部的缺陷也會(huì)引起絕緣體產(chǎn)生電離而發(fā)生放電，在此過程中，總是伴隨著高頻電流脈沖、電磁輻射及聲、光、熱和化學(xué)過程等現(xiàn)象。根據(jù)這些不同現(xiàn)象，分別采用相應(yīng)的方法來測量，各自測得的量值都可用來反映變壓器內(nèi)部缺陷和故障存在的程度和狀況?，F(xiàn)有監(jiān)測方法多需設(shè)備昂貴復(fù)雜且較難實(shí)現(xiàn)在線實(shí)時(shí)或連續(xù)監(jiān)測。油中溶解氣體分析法(Dissolved Gas Analysis-DGA)，作為一種有效的充油電力設(shè)備狀態(tài)異常分析手段，其在電力變壓器狀態(tài)監(jiān)測中得到廣泛的應(yīng)用。油中溶解氣體分析法(DGA)首先依據(jù)溶解平衡原理，采用各種不同原理脫氣方法如真空、滲透膜、氣體洗脫等，將油中氣體脫出， 用分離柱進(jìn)行分離，再經(jīng)檢測器檢測或各種原理的傳感器對不同組分氣體進(jìn)行檢測，最后依據(jù)通用的組分比值法或多維圖視法，結(jié)合電氣試驗(yàn)和離線定期試驗(yàn)結(jié)果，綜合分析診斷出潛伏性故障。另外還發(fā)展出了復(fù)合滲透膜、電化學(xué)、紅外檢測等技術(shù)進(jìn)行油中溶解氣體分析的方法。但是DGA多為離線監(jiān)測，操作復(fù)雜、試驗(yàn)周期長、人為影響的誤差大。在線DGA， 由于在油氣分離環(huán)節(jié)，溶解氣體的平衡濃度需要一段時(shí)間才能達(dá)到，這在一定程度上影響了變壓器油中溶解氣體在線監(jiān)測的實(shí)時(shí)性；而且由于有氣體滲透時(shí)間的影響，在線DGA也很難捕捉到突發(fā)性故障的前兆，尤其是瞬間發(fā)生的故障。電力變壓器局部放電監(jiān)測還有超高頻(Ultra High Frequency-UHF)和超寬帶(Ultra Wide Band-UffB)檢測方法。超高頻檢測方法通過傳感器接收變壓器內(nèi)局部放電所激發(fā)的超高頻電磁波信號(hào)，實(shí)現(xiàn)局部放電的檢測。超高頻法的測量頻率高，可避開變壓器外部電暈等多種干擾影響，信號(hào)的信噪比高，檢測靈敏度高，可靠性好；但目前超高頻檢測法所需的檢測頻率選擇、時(shí)間窗選擇、傳感器布置以及放電量評估等問題都尚未得到很好地解決。超寬帶方法一般選擇30kHz到30MHz的信號(hào)進(jìn)行檢測，也有檢測信號(hào)頻率達(dá)到上GHz的。超寬帶方法能夠記錄更多局部放電信息并且通過脈沖特性區(qū)分出信號(hào)和噪聲，但目前超寬帶方法中選擇哪些頻段作為判別指標(biāo)， 即如何對不同頻段的信號(hào)進(jìn)行篩選或組合從而建立判別函數(shù)，尚無合適的方法。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明解決的技術(shù)問題在于提供一種便宜的變壓器在線監(jiān)測系統(tǒng)。為了解決以上問題，本發(fā)明提供了一種基于音頻信息的電力變壓器在線狀態(tài)監(jiān)測系統(tǒng)，由音頻在線監(jiān)測主機(jī)、至少一根音頻線和至少一個(gè)麥克組成，其中麥克在變壓器附近就近布置，每個(gè)麥克通過一根音頻線和音頻在線監(jiān)測主機(jī)輸入端相連，音頻在線監(jiān)測主機(jī)對音頻信號(hào)進(jìn)行放大、采集、處理，提取特征量后進(jìn)行判別，獲得電力變壓器狀態(tài)在線信息。作為本發(fā)明的進(jìn)一步改進(jìn)，所述音頻在線監(jiān)測主機(jī)由信號(hào)放大器、音頻采集卡、音頻信號(hào)處理器和判別器組成，信號(hào)放大器、音頻采集卡、音頻信號(hào)處理器和判別器順序連接。作為本發(fā)明的進(jìn)一步改進(jìn)，所述音頻信號(hào)處理器為音頻頻譜分析器。作為本發(fā)明的進(jìn)一步改進(jìn)，所述判別器利用語音識(shí)別技術(shù)監(jiān)測音頻特征量，利用專家系統(tǒng)、人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)等建立相應(yīng)的識(shí)別機(jī)制。作為本發(fā)明的進(jìn)一步改進(jìn)，所述一個(gè)變壓器對應(yīng)1 8個(gè)麥克。作為本發(fā)明的進(jìn)一步改進(jìn)，所述麥克均勻分布安裝于變壓器本體外壁上，采用黏貼安裝方式。作為本發(fā)明的進(jìn)一步改進(jìn)，所述麥克使用防塵防雨外罩防護(hù)。作為本發(fā)明的進(jìn)一步改進(jìn)，所述音頻線采用有屏蔽音頻線。本發(fā)明的有益效果是低成本、在線監(jiān)測。


當(dāng)結(jié)合附圖考慮時(shí)，通過參照下面的詳細(xì)描述，能夠更完整更好地理解本發(fā)明以及容易得知其中許多伴隨的優(yōu)點(diǎn)，但此處所說明的附圖用來提供對本發(fā)明的進(jìn)一步理解， 構(gòu)成本發(fā)明的一部分，本發(fā)明的示意性實(shí)施例及其說明用于解釋本發(fā)明，并不構(gòu)成對本發(fā)明的不當(dāng)限定，其中圖1是基于音頻信息的電力變壓器在線狀態(tài)監(jiān)測系統(tǒng)構(gòu)成；圖2是音頻信號(hào)處理流程。
具體實(shí)施例方式以下參照圖1、2對本發(fā)明的實(shí)施例進(jìn)行說明。本發(fā)明提供了一種基于音頻信息的電力變壓器在線狀態(tài)監(jiān)測系統(tǒng)，由音頻在線監(jiān)測主機(jī)1、至少一根音頻線2和至少一個(gè)麥克3組成，其中麥克3在變壓器4附近就近布置， 每個(gè)麥克3通過一根音頻線2和音頻在線監(jiān)測主機(jī)1輸入端相連，音頻在線監(jiān)測主機(jī)1對音頻信號(hào)進(jìn)行放大、采集、處理，提取特征量后進(jìn)行判別，獲得電力變壓器狀態(tài)在線信息。作為本發(fā)明的進(jìn)一步改進(jìn)，所述音頻在線監(jiān)測主機(jī)1由信號(hào)放大器、音頻采集卡、 音頻信號(hào)處理器和判別器組成，信號(hào)放大器、音頻采集卡、音頻信號(hào)處理器和判別器順序連接。作為本發(fā)明的進(jìn)一步改進(jìn)，所述音頻信號(hào)處理器為音頻頻譜分析器。作為本發(fā)明的進(jìn)一步改進(jìn)，所述判別器利用語音識(shí)別技術(shù)監(jiān)測音頻特征量，利用專家系統(tǒng)、人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)等建立相應(yīng)的識(shí)別機(jī)制。作為本發(fā)明的進(jìn)一步改進(jìn)，所述一個(gè)變壓器4對應(yīng)1 8個(gè)麥克3。作為本發(fā)明的進(jìn)一步改進(jìn)，所述麥克3均勻分布安裝于變壓器4本體外壁上，采用黏貼安裝方式。作為本發(fā)明的進(jìn)一步改進(jìn)，所述麥克3使用防塵防雨外罩防護(hù)。作為本發(fā)明的進(jìn)一步改進(jìn)，所述音頻線2采用有屏蔽音頻線。如上所述，對本發(fā)明的實(shí)施例進(jìn)行了詳細(xì)地說明，但是只要實(shí)質(zhì)上沒有脫離本發(fā)明的發(fā)明點(diǎn)及效果可以有很多的變形，這對本領(lǐng)域的技術(shù)人員來說是顯而易見的。因此，這樣的變形例也全部包含在本發(fā)明的保護(hù) 范圍之內(nèi)。
權(quán)利要求
1.一種基于音頻信息的電力變壓器在線狀態(tài)監(jiān)測系統(tǒng)，其特征在于，由音頻在線監(jiān)測主機(jī)、至少一根音頻線和至少一個(gè)麥克組成，其中麥克在變壓器附近就近布置，每個(gè)麥克通過一根音頻線和音頻在線監(jiān)測主機(jī)輸入端相連，音頻在線監(jiān)測主機(jī)對音頻信號(hào)進(jìn)行放大、 采集、處理，提取特征量后進(jìn)行判別，獲得電力變壓器狀態(tài)在線信息。
2.如權(quán)利要求1所述一種基于音頻信息的電力變壓器在線狀態(tài)監(jiān)測系統(tǒng)，其特征在于，所述音頻在線監(jiān)測主機(jī)由信號(hào)放大器、音頻采集卡、音頻信號(hào)處理器和判別器組成，信號(hào)放大器、音頻采集卡、音頻信號(hào)處理器和判別器順序連接。
3.如權(quán)利要求2所述一種基于音頻信息的電力變壓器在線狀態(tài)監(jiān)測系統(tǒng)，其特征在于所述音頻信號(hào)處理器為音頻頻譜分析器。
4.如權(quán)利要求2所述一種基于音頻信息的電力變壓器在線狀態(tài)監(jiān)測系統(tǒng)，其特征在于所述判別器利用語音識(shí)別技術(shù)監(jiān)測音頻特征量，利用專家系統(tǒng)、人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)等建立相應(yīng)的識(shí)別機(jī)制。
5.如權(quán)利要求1至4之一所述一種基于音頻信息的電力變壓器在線狀態(tài)監(jiān)測系統(tǒng)，其特征在于所述一個(gè)變壓器對應(yīng)1 8個(gè)麥克。
6.如權(quán)利要求5所述一種基于音頻信息的電力變壓器在線狀態(tài)監(jiān)測系統(tǒng)，其特征在于所述麥克均勻分布安裝于變壓器本體外壁上，采用黏貼安裝方式。
7.如權(quán)利要求1至4之一所述一種基于音頻信息的電力變壓器在線狀態(tài)監(jiān)測系統(tǒng)，其特征在于所述麥克使用防塵防雨外罩防護(hù)。
8.如權(quán)利要求5所述一種基于音頻信息的電力變壓器在線狀態(tài)監(jiān)測系統(tǒng)，其特征在于所述麥克使用防塵防雨外罩防護(hù)。
9.如權(quán)利要求1至4之一所述一種基于音頻信息的電力變壓器在線狀態(tài)監(jiān)測系統(tǒng)，其特征在于所述音頻線采用有屏蔽音頻線。
10.如權(quán)利要求5所述一種基于音頻信息的電力變壓器在線狀態(tài)監(jiān)測系統(tǒng)，其特征在于所述音頻線采用有屏蔽音頻線。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種基于音頻信息的電力變壓器在線狀態(tài)監(jiān)測系統(tǒng)，由音頻在線監(jiān)測主機(jī)、至少一根音頻線和至少一個(gè)麥克組成，其中麥克在變壓器附近就近布置，每個(gè)麥克通過一根音頻線和音頻在線監(jiān)測主機(jī)輸入端相連，音頻在線監(jiān)測主機(jī)對音頻信號(hào)進(jìn)行放大、采集、處理，提取特征量后進(jìn)行判別，獲得電力變壓器狀態(tài)在線信息。本發(fā)明可用于電力變壓器狀態(tài)在線監(jiān)測。
文檔編號(hào)G01R31/00GK102445619SQ201110364999
公開日2012年5月9日 申請日期2011年11月17日 優(yōu)先權(quán)日2011年11月17日
發(fā)明者夏明超, 王瑋 申請人:北京交通大學(xué)