[发明专利]一种变压器声信号降噪处理方法

说明书

一种变压器声信号降噪处理方法，属监控领域。其以多路测量信号为基础，通过稀疏分量分析算法分离出变压器运行状态声信号；用变分模态分解将信号分解为四层本征模态函数；通过对本征模态函数分量进行滤波处理，得到新的本征模态函数分量；将其重构可得最终去除噪信号。其通过基于势函数的稀疏分量分析算法和变分模态分解对声传感器采集信号进行去噪处理，能够有效分离变电站运行声信号和环境噪声，去噪效果良好。可广泛用于无人值守变电站的运行监控领域。

技术领域

本发明属于监控领域，尤其涉及一种用于变压器声信号的降噪处理方法。

背景技术

电力变压器作为电力系统中最重要的电气设备之一，需要确保其处于可靠的运行状态。

目前针对变压器的故障排查主要依靠专门的巡检人员定期巡检及目测。

这种巡检方式耗费大量人力、主观性较强，且由于定期巡检，变压器故障往往不能得到实时的反馈和解决，最终对国家电力系统造成巨大财产损失。

变压器在运行中，铁心和绕组产生振动，经油和箱体传递后向四周辐射混叠后的振声信号。此外，当变压器发生局部放电时，往往发出声信号。因此变压器的振声信号中包含了丰富的变压器运行状态的信息，可以作为判断其运行状态的依据。

传统的变压器运行状态检测方法有振动信号检测、超声波检测、红外成像监测等。声信号检测相对传统方法没有和电力系统的直接接触，易于采集，同时相较于在变压器上局部安装传感器采集信号的方法，声信号检测可采集变压器整体振动产生的音频，总体性上由于振动信号检测方法。因此用声信号进行变压器故障检测是可行、可靠的。

然而，声传感器除采集到变压器运行状态声信号外，还存在电晕声信号、环境噪声等，使得有效的运行状态信息淹没在各种干扰当中，难以进行后续处理。因此，如何有效提取变压器声信号，成为后续正确判断变压器故障的关键。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种变压器声信号降噪处理方法。其通过基于势函数的稀疏分量分析算法和变分模态分解对声传感器采集信号进行去噪处理。首先通过稀疏分量分析算法分离出变压器运行状态声信号，再用变分模态分解将信号分解为四层本征模态函数，通过对本征模态函数分量进行滤波处理，得到新的本征模态函数分量，将其重构可得最终去除噪信号。实该方法能够有效分离变电站运行声信号和环境噪声，去噪效果良好。

本发明的技术方案是：提供一种变压器声信号降噪处理方法，包括对变压器运行状态声信号的现场采集，其特征是：

1)通过稀疏分量分析算法分离出变压器运行状态声信号；

2)用变分模态分解将信号分解为四层本征模态函数；

3)通过对本征模态函数分量进行滤波处理，得到新的本征模态函数分量；

4)将其重构可得最终去除噪信号。

具体的，所述的变压器声信号降噪处理方法，以多路测量信号为基础，处理过程主要包括如下步骤：

1)通过汉明窗加窗分帧后对声音信号进行短时傅里叶变换使其具有频域稀疏特性；

2)通过欠定盲源分离得到初步去噪信号；

3)进一步通过变分模态分解方法对信号进行四层本征模态函数分解；

4)本征模态函数高频分量和低频分量进行6层小波分解，利用3σ原则对本征模态函数高频分量和低频分量进行滤波处理；

5)根据新的本征模态函数高频分量、低频分量和中频分量进行信号重构。