[发明专利]用于对有载分接开关进行故障识别的方法、装置及系统

说明书

一种用于对有载分接开关进行故障识别的方法、装置及系统，该方法包括：获取由拾音器模组采集并处理后的运行状态的声音信号；基于梅尔时频谱，对声音信号进行降维处理；根据预先设置的故障识别标准对降维处理后的声音信号故障识别，以确定有载分接开关的故障识别结果。通过本发明实施例提供的方法、装置及系统，通过拾音器模组采集并处理运行状态的声音信号，能够实现对有载分接开关机械状态远距离无间断实时监测；同时，采用梅尔时频谱对声音信号降维处理后，根据预先设置的故障识别标准对降维处理后的声音信号故障识别，在大大缩短了故障诊断识别时间的同时，还有效提高了识别的准确性。

技术领域

本发明涉及变压器有载分接开关监测领域，具体而言，涉及一种用于对有载分接开关进行故障识别的方法、装置及系统。

背景技术

有载分接开关（On-Load Tap Changer, OLTC）作为变压器中的核心部件，承担着调节电压和稳定输送功率的重要任务。OLTC的动作过程主要由选择器、切换开关、传动机构等组件配合完成，其设计生产技术难度大、结构复杂、开断大电流操作频繁，导致其故障率长年居高不下。以福建省为例，近5年110kV及以上电压等级变压器缺陷和故障中，OLTC占比18.13%，而传动机构卡涩、触头松动等机械故障是OLTC最主要的故障类型，约占总故障的63.4%以上。一旦故障发生，既定切换动作无法完成，将导致整个变压器的毁坏，甚至危及运检人员及电力系统的安全。因此，对OLTC机械状态进行不停电监测并及时发现机械动作异常，对于避免故障的发生尤为重要。

当前业界对于OLTC监测主要以振动法为主。其原理在于，OLTC动静触头的开合冲击以及传动机构运动形成的机械波，会经绝缘油或内部结构件传递到变压器箱壁上，可被箱壁上安装的加速度传感器捕获。该信号中包含了大量的设备状态信息，尤其是当OLTC内部组件发生机械松动或运动受到强迫物理阻碍时，会使信号的频谱特性发生改变，可以作为诊断故障的重要特征参量。由于传动机构运行时的振动干扰、动静触头碰撞摩擦的时频信号的复杂性，以及频散效应导致的波形变异，通常需要借助经验模态分解，Hilbert变换，混沌理论等方法来识别异常信息。

然而，振动法OLTC机械状态在线监测所采集的为低频声音信号，其对传感器布点位置要求严苛，例如在顶盖处传感器布点仅对OLTC切换动作敏感，箱壁位置点适用于监测选择器动作和传动机构动作，故通常需要4个以上传感器配合使用，并且传感器需要与变压器紧贴布置，存在传感器难以带电更换等问题。

发明内容

鉴于此，本发明提出了一种用于对有载分接开关进行故障识别的方法、装置及系统，旨在解决相关技术中用于监测有载分接开关机械状态的传感器布点位置要求严苛以及难以带电更换的问题。

第一方面，本发明实施例提供了一种用于对有载分接开关进行故障识别的方法，包括：获取由拾音器模组采集并处理后的运行状态的声音信号；基于梅尔时频谱，对所述声音信号进行降维处理；根据预先设置的故障识别标准对降维处理后的声音信号故障识别，以确定有载分接开关的故障识别结果。

进一步地，所述基于梅尔时频谱，对所述声音信号进行降维处理之前，包括：基于相似矩阵的盲源分离，对所述声音信号进行降噪处理。

进一步地，所述基于相似矩阵的盲源分离，对所述声音信号进行降噪处理之前，包括：对所述声音信号进行时频域转化。

进一步地，所述基于相似矩阵的盲源分离，对所述声音信号进行降噪处理，包括：计算所述声音信号的不同频段的频域维纳滤波器系数H，构成软掩蔽； 使用所述软掩蔽提取所述声音信号的重复特征，将所述声音信号的背景时频谱与前景时频谱进行分离。

进一步地，所述对所述声音信号进行时频域转化，包括：对所述声音信号进行交叠分段的分帧操作，得到每帧时域信号；对所述每帧时域信号进行加窗处理；对加窗处理后的每帧时域信号进行短时离散傅里叶变换。