本发明专利技术公开了一种变压器声纹局部放电检测方法及装置，属于声纹故障诊断检测领域，包括步骤：S1，采集变压器内部的声纹信号，将采集到的声纹信号传输入信号处理单元，用于后续的信号处理；S2，信号处理单元将原始的变压器内部声纹信号做进一步处理，获得参数；S3，通过局放分类器单元进一步判断变压器局放的类型；S4，对局放的状态进行划分，给出检测的状态等级分类结果。本发明专利技术为变压器的稳定可靠运行提供了有利依据，同时摆脱了过去耗时的分析过程，极大提高了运维人员的巡检效率，可以做到早发现早诊断早治理。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及声纹故障诊断检测领域，更为具体的，涉及一种变压器声纹局部放电检测方法及装置。
技术介绍
1、电力变压器是电力系统中的重要设备，是电力系统的基础和核心装置，尤其是配变变压器的运行，一旦发生故障，带来的影响范围广，人数多。随着经济的发展，无论是用电设备，还是用电总量，都有显著增加，这就对配变变压器的运行提出了更高的要求，既要满足稳定性，同时要具备安全性。而局部放电是变压器运行过程中，最常见的故障类型。
2、常用的检测变压器局部放电故障的方法，主要是利用油色谱的方法，对柱上配变变压器油箱里的油样做分析，分析油样里面的气体含量。油样的异常需要积累一定量后才能在油色谱的分析中被发现，这样的累积量少则半年，多则几年，同时取变压器油样的操作需要对整个变压器做停电处理的，这是违背变压器运行早发现早诊断早治理目标的，也不利于稳定运行目标。故，早发现，不停电的特性是变压器运行过程中重要的指标，日常的运维巡检也要围绕这一点。
3、近年来，声纹特征的故障诊断慢慢走入变压器运维人员的视野，通过分析变压器运行故障的声纹特征，能够实现快诊断早发现的目标，且无需掌握更为专业的知识，无需停电操作，极大的提高了运维人员的巡检效率。
技术实现思路
1、本专利技术的目的在于克服现有技术的不足，提供一种变压器声纹局部放电检测方法及装置，可以提高局放故障诊断的时间，做到快速诊断，无需做停电处理，从而进一步提高变压器运行过程中早发现早诊断早治理的目标，对变压器的稳定、安全运行有显著意义。</p>2、本专利技术的目的是通过以下方案实现的：
3、一种变压器声纹局部放电检测方法，包括如下步骤：
4、s1，采集变压器内部的声纹信号，将采集到的声纹信号传输入信号处理单元，用于后续的信号处理；
5、s2，信号处理单元将原始的变压器内部声纹信号做进一步处理，获得参数；
6、s3，通过局放分类器单元进一步判断变压器局放的类型；
7、s4，对局放的状态进行划分，给出检测的状态等级分类结果。
8、进一步地，在步骤s1中，所述采集变压器内部的声纹信号，包括子步骤：将传感器置于变压器外侧，采集变压器内部的声纹信号。
9、进一步地，所述将采集到的声纹信号传输入信号处理单元，具体为通过网络直接将采集到的声纹信号传输入信号处理单元。
10、进一步地，在步骤s2中，所述信号处理单元将原始的变压器内部声纹信号做进一步的处理，获得参数，具体包括如下子步骤：
11、s21，在通过步骤s1得到原始声纹信号后，根据局放声纹信号的发生频段特性，对原始声纹信号做预处理，采用高通滤波的方式，将低频信号过滤，只保留包含局放声纹信号发生频段的信号；其中高通滤波操作的公式为：
12、y[n]＝α(y[n-1]+x[n]-x[n-1])
13、式中，y[n]是原始信号当前的输出，x[n]是原始信号当前的输入，x[n-1]是原始信号前一个输入，y[n-1]是原始信号前一个输出，α是控制滤波器截止频率的系数；
14、s22，在步骤s21中得到预处理后的信号后，对一段长时间序列的信号，做时间同步相位对齐，使得一段长序列的离散信号，压缩到选定时间指定相位宽度的空间内，使得离散信号叠加，聚集离散信号的分布，更利于后续操作的分析和处理；其中时间同步相位对齐的公式为：
15、
16、式中，f(s)是信号的输出，s是单位信号强度，t是信号的时间，t是设定的指定时间，n是t最大的整数周期；
17、s23，通过步骤s22完成了长时间序列到短时间序列的转换，再将短时间序列分为两个部分，左时间序列s1和右时间序列s2，分别提取左右两边初始点的信号强度，s0,smid,send，再由三个值对应的时间点得到三个点的时间坐标(t0,s0),(tmid,smid),(tend,send)，通过线性函数的特性，将3个坐标点拟合成2个线性曲线，拟合线性曲线的公式为：
18、
19、其中，x1,y1是左时间序列拟合成的曲线，k1是左时间序列曲线的斜率，x2,y2是右时间序列拟合成的曲线，k2是右时间序列曲线的斜率；
20、s24：将左右时间序列中的离散信号点按从小到大的排列顺序，得到两个有序的离散序列s1'，{s0',s1',s2',……s(t-2)/2',s(t-1)/2'}和s2'，{st/2',s(t+1)/2',s(t+2)/2'……st-1',st'}；进一步计算左时间序列中有序离散信号点的最小值，1/4处的值，1/2处的值，3/4处的值和最大值；这5个点的时间坐标点分别是(t0',s0')，(t(t-1)/4',s(t-1)/4')，(t(t-1)/2',s(t-1)/2')，(t3(t-1)/4',s3(t-1)/4')，(t(t-1)/2',s(t-1)/2')，再计算这5个点到y1的距离的平均值z1，并与距离阈值ε对比；同样的右时间序列取5个点，采用5点计算法计算5个点到y2的距离平均值z2，并与距离阈值ε对比；
21、s25：在步骤s22中得到的短时间序列，将短时间序列分为2个部分，分别为前时间序列l1和后时间序列l2，再分别计算前后时间序列的信号强度比，信号强度比的计算公式为：
22、
23、其中，p为信号强度比，l为单位信号强度，laverage为整体信号的平均值；由此构成一个新的前后时间序列p1和p2，分别提取初始时刻，前后时间序列截断点和最后的时刻的三个值，p0,pmid,pend，再由三个值对应的时间点构成三个坐标点，(t0,p0),(tmid,pmid),(tend,pend),通过线性函数的特性，将3个坐标点拟合成2个线性曲线；拟合线性曲线的公式为：
24、
25、其中，x3,y3是新前时间序列拟合成的曲线，k3是新前时间序列曲线的斜率，x4,y4是新后时间序列拟合成的曲线，k4是新后时间序列曲线的斜率；
26、s26：将新前后时间序列中的离散信号点按从小到大排列得到两个有序离散序列l1'，{l0',l1',l2',……lm-1',lm'}和l2'，{lt-m',lt-m-1',lt-m-2',……lt-1',lt'}，进一步采用5点计算法计算l1'和l2'序列中的5个值的坐标点；再计算l1'和l2'序列中5个值的平均值z3,z4，并与距离阈值ε相比。
27、进一步地，步骤s2中所述参数包括：计算得到的左时间序列曲线y1、左时间序列平均距离z1、右时间序列曲线y2、左时间序列平均距离z2、前时间序列曲线y3、前时间序列平均距离z3、后时间序列y4、后时间序列平均距离z4以及距离阈值ε。
28、进一步地，在步骤s3中，所述通过局放分类器单元进一步判断变压器局放的类型，具体包括子步骤：
29、s31，将4个平均距离的值z1,z2,z3,z4分别与距离阈值ε相比较，做下本文档来自技高网
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【技术保护点】
1.一种变压器声纹局部放电检测方法，其特征在于，包括如下步骤：
2.根据权利要求1所述的变压器声纹局部放电检测方法，其特征在于，在步骤S1中，所述采集变压器内部的声纹信号，包括子步骤：将传感器置于变压器外侧，采集变压器内部的声纹信号。
3.根据权利要求1所述的变压器声纹局部放电检测方法，其特征在于，所述将采集到的声纹信号传输入信号处理单元，具体为通过网络直接将采集到的声纹信号传输入信号处理单元。
4.根据权利要求1所述的变压器声纹局部放电检测方法，其特征在于，在步骤S2中，所述信号处理单元将原始的变压器内部声纹信号做进一步的处理，获得参数，具体包括如下子步骤：
5.根据权利要求4所述的变压器声纹局部放电检测方法，其特征在于，步骤S2中所述参数包括：计算得到的左时间序列曲线y1、左时间序列平均距离z1、右时间序列曲线y2、左时间序列平均距离z2、前时间序列曲线y3、前时间序列平均距离z3、后时间序列y4、后时间序列平均距离z4以及距离阈值ε。
6.根据权利要求5所述的变压器声纹局部放电检测方法，其特征在于，在步骤S3中，所述通过局放分类器单元进一步判断变压器局放的类型，具体包括子步骤：
7.根据权利要求6所述的变压器声纹局部放电检测方法，其特征在于，在步骤S4中，所述对局放的状态进行划分，具体通过步骤S33的标志位累加值，对局放的状态进行划分。
8.根据权利要求7所述的变压器声纹局部放电检测方法，其特征在于，在所述对局放的状态进行划分过程中，具体用表示无局放信号；用关注表示有轻微局放，需予以关注，需要持续关注设备的状况，防止设备进一步恶化；用告警表示有局放信号产生，且较为明显，需要运维人员做进一步的情况排查。
9.一种变压器声纹局部放电检测装置，其特征在于，包括：
10.根据权利要求9所述的变压器声纹局部放电检测装置，其特征在于，该装置用于执行权利要求1～9任一项所述的变压器声纹局部放电检测方法。
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【技术特征摘要】
1.一种变压器声纹局部放电检测方法，其特征在于，包括如下步骤：
2.根据权利要求1所述的变压器声纹局部放电检测方法，其特征在于，在步骤s1中，所述采集变压器内部的声纹信号，包括子步骤：将传感器置于变压器外侧，采集变压器内部的声纹信号。
3.根据权利要求1所述的变压器声纹局部放电检测方法，其特征在于，所述将采集到的声纹信号传输入信号处理单元，具体为通过网络直接将采集到的声纹信号传输入信号处理单元。
4.根据权利要求1所述的变压器声纹局部放电检测方法，其特征在于，在步骤s2中，所述信号处理单元将原始的变压器内部声纹信号做进一步的处理，获得参数，具体包括如下子步骤：
5.根据权利要求4所述的变压器声纹局部放电检测方法，其特征在于，步骤s2中所述参数包括：计算得到的左时间序列曲线y1、左时间序列平均距离z1、右时间序列曲线y2、左时间序列平均距离z2、前时间序列曲线y3、前时间序列平均距离z3、后时间序列y4、后时...
【专利技术属性】
技术研发人员：夏磊，蒋西平，王金宇，李永福，黄飞，王谦，印华，舒逊，向彬，刘洪权，张世海，蔺立，向洪，廖庆龙，赵俊光，谢松，姚勇，文东山，肖翔，陈双辉，张一，徐兴奎，刘玉林，吴晓东，张程，魏来，
申请(专利权)人：国网重庆市电力公司电力科学研究院，
类型：发明
国别省市：
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