本發(fā)明涉及變壓器故障檢測領(lǐng)域，具體的，涉及一種自適應(yīng)變壓器故障檢測裝置。

背景技術(shù)：

1、在電力系統(tǒng)中，變壓器作為關(guān)鍵設(shè)備，其安全穩(wěn)定運行至關(guān)重要。然而，變壓器在運行過程中，由于各種因素（如老化、過載、環(huán)境因素等）的影響，可能會出現(xiàn)各種故障，如機械缺陷（如松動、磨損、裂紋等）和絕緣缺陷（如局部放電、擊穿等）。這些故障如果不及時發(fā)現(xiàn)和處理，可能會導(dǎo)致變壓器性能下降，甚至引發(fā)嚴重的安全事故。

2、傳統(tǒng)的變壓器故障檢測方法通常依賴于單一的信號采集和分析手段，如僅采集低頻振動信號或高頻超聲信號進行故障診斷。然而，這種方法存在諸多局限性。首先，單一信號可能無法全面反映變壓器的故障特征，導(dǎo)致漏診或誤診。其次，由于變壓器故障信號的復(fù)雜性和多樣性，傳統(tǒng)的信號處理方法可能無法準確提取故障特征，影響診斷的準確性。

3、此外，傳統(tǒng)方法通常需要專業(yè)的技術(shù)人員進行操作和分析，對人員的技能和經(jīng)驗要求較高。其次，盡管市場上出現(xiàn)了一些寬頻機械波傳感器，能夠在一定程度上解決同一位置測量低頻振動信號和高頻超聲信號的問題，但這些傳感器的信號處理裝置往往是非集成的，意味著低頻振動信號和高頻超聲信號的處理需要在不同的裝置或模塊中進行，無法實現(xiàn)同步和數(shù)據(jù)的統(tǒng)一處理；不僅增加了系統(tǒng)的復(fù)雜度和成本，還可能因為數(shù)據(jù)處理的不一致性而降低測量結(jié)果的可靠性。

4、在所述背景技術(shù)部分公開的上述信息僅用于加強對本技術(shù)的背景的理解，因此它可以包括不構(gòu)成對本領(lǐng)域普通技術(shù)人員已知的現(xiàn)有技術(shù)的信息。

技術(shù)實現(xiàn)思路

1、本發(fā)明的目的是針對現(xiàn)有技術(shù)中由于變壓器狀態(tài)信號分析存在不同步導(dǎo)致變壓器狀態(tài)檢測結(jié)果不可靠的問題，提出了一種自適應(yīng)變壓器故障檢測裝置，通過多頻傳感器獲取變壓器的實時數(shù)據(jù)并進行多頻分析，校正寬頻信號的時域和頻域以保障其實時同步性，通過對寬頻信號的多維度信號特征進行故障模式分析，能夠?qū)崿F(xiàn)對變壓器故障的全面、同步、準確和快速檢測。

2、第一方面，本發(fā)明實施例中提供的一種技術(shù)方案是一種自適應(yīng)變壓器故障檢測裝置，適配于安裝在變壓器側(cè)的多頻傳感器，包括有：信號采集模塊、信號處理模塊以及信號診斷模塊；

3、所述信號采集模塊與信號處理模塊電連接，用于采集安裝在變壓器側(cè)的多頻傳感器的寬頻信號；

4、所述信號處理模塊與信號診斷模塊電連接，對采集的寬頻信號進行時頻校準并根據(jù)寬頻信號的信號特征自適應(yīng)調(diào)整頻率范圍和存儲時刻得到低頻診斷信號和高頻診斷信號；

5、所述信號診斷模塊與決策模塊電連接，用于根據(jù)低頻診斷信號和高頻診斷信號的多維度特征識別對應(yīng)頻段上的故障模式。

6、?本方案中，信號采集模塊與安裝在變壓器側(cè)的多頻傳感器相連，負責(zé)實時、高精度地捕捉變壓器運行過程中的寬頻信號，其中寬頻信號涵蓋了從低頻到高頻的廣泛范圍，能夠全面反映變壓器的運行狀態(tài)，包括振動、聲音等多種物理量的變化；?信號處理模塊接收來自信號采集模塊的原始數(shù)據(jù)，還進行復(fù)雜的時頻校準處理，確保信號的準確性和可靠性，同時能夠根據(jù)接收到的寬頻信號特征動態(tài)調(diào)整頻率監(jiān)測范圍和數(shù)據(jù)存儲策略，有效應(yīng)對變壓器在不同工況下的信號變化，提高故障檢測的靈敏度和準確性；信號診斷模塊對經(jīng)過處理的信號進行深度分析，提取出多維度特征，如頻率、幅值、相位、能量分布等，進而識別出對應(yīng)頻段上的故障模式，通過多維度分析能夠顯著提高故障檢測的準確性和早期預(yù)警能力；本技術(shù)結(jié)合動態(tài)特征分析與自適應(yīng)學(xué)習(xí)技術(shù)，為變壓器的安全、高效運行提供了強有力的技術(shù)支撐。

7、作為優(yōu)選，所述信號采集模塊包括響應(yīng)機械震動信號的低頻信號采集單元和響應(yīng)超聲信號的高頻信號采集單元。

8、作為優(yōu)選，所述信號處理模塊包括有時頻校準單元、頻率調(diào)整單元以及時序存儲單元；

9、所述時頻校準單元根據(jù)時域調(diào)整因子和頻域調(diào)整因子對低頻信號采集單元和高頻信號采集單元的采樣時刻進行調(diào)整以獲取時頻域同步信號；

10、所述頻率調(diào)整單元響應(yīng)于時頻域同步信號自適應(yīng)調(diào)整對應(yīng)頻率信號得到目標狀態(tài)信號；

11、所述時序存儲單元根據(jù)時頻域同步信號的同步標記將目標狀態(tài)信號存儲至對應(yīng)存儲位；

12、所述目標狀態(tài)信號包括低頻診斷信號和高頻診斷信號。

13、作為優(yōu)選，所述頻率調(diào)整單元包括高頻調(diào)整單元和低頻調(diào)整單元；所述高頻調(diào)整單元響應(yīng)于時頻域同步信號中的超聲信號；所述低頻調(diào)整單元響應(yīng)于時頻域同步信號中的機械震動信號。

14、作為優(yōu)選，所述頻率調(diào)整單元還包括有信號放大單元，所述信號放大單元采用t型電阻反饋網(wǎng)絡(luò)電荷放大電路構(gòu)建。

15、作為優(yōu)選，所述頻率調(diào)整單元還包括有對超聲信號進行上包絡(luò)檢波的包絡(luò)檢波單元。

16、作為優(yōu)選，所述信號診斷模塊包括有頻域特征提取單元、時域特征提取單元、時頻域特征提取單元以及包絡(luò)分析單元；信號診斷模塊響應(yīng)于低頻診斷信號和高頻診斷信號的頻率范圍確定對應(yīng)的單元組合模式以生成對應(yīng)的故障模式。

17、作為優(yōu)選，信號診斷模塊響應(yīng)于低頻診斷信號和高頻診斷信號的頻率范圍確定對應(yīng)的單元組合模式以生成對應(yīng)的故障模式，包括如下步驟：

18、提取目標狀態(tài)信號中的低頻診斷信號，時域特征提取單元根據(jù)低頻診斷信號中的均值、方差、峰值、峭度確定第一低頻故障模式；

19、頻域特征提取單元根據(jù)傅里葉變換對低頻診斷信號中的頻譜能量、中心頻率、帶寬和諧波分量進行分析確定第二低頻故障模式；

20、根據(jù)第一低頻故障模式和第二低頻故障模式確定目標低頻故障模式。

21、作為優(yōu)選，信號診斷模塊響應(yīng)于低頻診斷信號和高頻診斷信號的頻率范圍確定對應(yīng)的單元組合模式以生成對應(yīng)的故障模式，還包括如下步驟：

22、提取目標狀態(tài)信號中的高頻診斷信號，包絡(luò)分析單元通過希爾伯特變換和解調(diào)分析提取高頻診斷信號的包絡(luò)特征獲取調(diào)制信息和瞬態(tài)沖擊信息確定第一高頻故障模式；

23、頻域特征提取單元對高頻診斷信號進行頻譜分析并提取高頻分量和諧波以識別高頻振動源確定第二高頻故障模式；

24、時頻域特征提取單元獲取設(shè)定時間尺度上高頻診斷信號的脈沖幅值和電壓相位得到第三高頻故障模式；

25、根據(jù)第一高頻故障模式、第二高頻故障模式、第三高頻故障模式獲取目標高頻故障模式。

26、作為優(yōu)選，本技術(shù)還包括有響應(yīng)于故障模式并通過可視化工具進行故障展示的決策模塊；

27、所述決策模塊包括有展示單元和報警單元，所述展示單元通過振動頻域圖或/和局部放電prpd譜圖對目標低頻故障模式或/和目標高頻故障模式進行展示；

28、所述報警單元將目標變壓器的故障模式發(fā)送至遠端平臺或/和移動終端。

29、本發(fā)明至少存在如下實質(zhì)性效果：

30、（1）針對變壓器狀態(tài)信號分析不同步導(dǎo)致檢測結(jié)果不可靠的問題，本技術(shù)通過信號采集模塊實時捕捉變壓器的寬頻信號，并利用信號處理模塊中的時頻校準單元對低頻信號和高頻信號進行精確的時域和頻域調(diào)整，確保兩者在時頻域上的同步性，不僅提高了信號的準確性，還確保了后續(xù)故障分析的可靠性，從而有效解決了因信號不同步導(dǎo)致的檢測結(jié)果不可靠問題；

31、（2）針對變壓器故障檢測不全面、不準確的問題，本技術(shù)提出的一種自適應(yīng)變壓器故障檢測裝置，不僅采集了變壓器的寬頻信號，還通過信號診斷模塊對這些信號進行了深度的多維度特征分析，其中，多維度特征包括這包括時域特征、頻域特征、時頻域特征以及包絡(luò)特征等，能夠全面反映變壓器的運行狀態(tài)，實現(xiàn)對變壓器故障的全面、準確檢測；

32、（3）針對變壓器故障檢測響應(yīng)速度慢的問題，本發(fā)明將信號采集、處理、診斷與決策等功能集成在一個裝置中，實現(xiàn)了高效的信號處理與故障診斷流程。特別是決策模塊的設(shè)計，能夠快速響應(yīng)故障模式，并通過可視化工具展示故障信息，同時將故障報警發(fā)送至遠端平臺或移動終端。這種集成化設(shè)計與快速響應(yīng)機制，顯著提高了變壓器故障檢測的效率和及時性，有助于及時采取維護措施，保障變壓器的安全運行。

33、上述
技術(shù)實現(xiàn)要素：
僅是本發(fā)明技術(shù)方案的概述，為了能夠更清楚了解本發(fā)明的技術(shù)手段，而可依照說明書的內(nèi)容予以實施，并且為了讓本發(fā)明的上述和其它目的、特征和優(yōu)點能夠更明顯易懂，以下特舉本發(fā)明的具體實施方式。