[发明专利]一种变压器局部故障放电声音信号的模拟方法

说明书

本发明涉及变压器局部故障检测领域，具体为一种变压器局部故障放电声音信号的模拟方法。解决了通过人耳听声判断变压器内部故障准确性差和安全性差的问题。通过将实际运行的变电站现场采集的变压器运行时的实际噪声信号与利用模拟实验平台得到的变压器放电模拟声音信号混叠，采集混叠后的变压器声音信号，建立不同放电模型的变压器混叠声音信号特征库。本发明利用声音混叠建立声音信号特征库，通过声音信号特征库准确、高效地判断变压器是否发生故障及故障的类型，保证检测的安全性、准确性及精确性。

技术领域

本发明涉及变压器局部故障检测领域，具体为一种变压器局部故障放电声音信号的模拟方法。

背景技术

油浸式电力变压器是电力系统的主要电气设备，其运行可靠性对电力系统的安全运行有重要的影响，在生产、安装及运行等过程中可能会破坏其绝缘结构，导致变压器内部产生局部放电现象甚至击穿。一旦发生故障将导致相关区域大面积、长时间的停电，将会造成严重的经济损失，甚至危害国家安全及个人生命财产。引起变压器内部故障的原因有很多，其中由于绝缘缺陷引起的变压器内部放电故障比较常见。

针对变压器局部放电故障，目前的诊断方法主要有光学检测法、化学检测法、电学检测法及声学检测法。光学检测法对未知检测点的检测难度较大，且灵敏度容易受到环境的影响。化学检测法中最常用的是油色谱法，即通过检测变压器绝缘油中的气体成分及各种气体的含量，来判断是否存在放电故障，但这种检测方法很难故障发生的初期进行诊断，因为初期放电产生的气体含量较低，所以诊断存在长时间延迟。电学检测法中主要用到脉冲电流法和特高频法，通过检测回路中的检测阻抗等来捕捉局部放电引起的脉冲电流并进行放大，结合其他数据处理方法来得到局部放电有关信息。特高频法则是利用局部放电产生的电磁波进行检测。声学检测法中分为超声检测和可听声检测，超声检测主要检测放电声音的高频段，可以在放电故障初期就将其检测出来，并且受现场噪声干扰小，还可以对局部放电源进行定位；可听声检测主要检测放电声音的可听声段(20Hz-20kHz)，它能检测放电故障发生局部放电但并未击穿这一阶段。可听声频率低，在变压器油中的衰减小，且信号幅值大，因此，研究可听声信号对于检测变压器内部的故障信号有重要的意义。

目前，对于变压器内部局部放电产生的可听声信号，有经验的检修人员主要凭借人耳贴紧变压器油箱，通过不同的声音特性来判断变压器内部是否发生了局部放电。这种通过人耳听声的主观方式，很难保证检测的安全性、准确性及精确性。

发明内容

本发明提供一种变压器局部故障放电声音信号的模拟方法,有效的解决了通过人儿听声判断变压器内部故障准确性差和安全性差的问题，本发明利用声音混叠建立声音信号特征库，通过声音信号特征库准确、高效地判断变压器是否发生故障及故障的类型，保证检测的安全性、准确性及精确性。

为实现上述目的，本发明采用的技术方案具体如下：

一种变压器局部故障放电声音信号的模拟方法，通过将实际运行的变电站现场采集变压器运行时的实际噪声信号与利用模拟实验平台得到的变压器放电模拟声音信号混叠，采集混叠后的变压器声音信号，建立不同放电模型的变压器混叠声音信号特征库。

包括以下步骤：

S1、记录实际运行的变电站现场采集变压器运行时的实际噪声信号；

S2、记录实际噪声信号位于采集位置噪声的声压级；

S3、在实验室中利用模拟实验平台施加不同电压等级的电压，分别得到不同类型、不同强度的变压器放电模拟声音信号；

S4、将实际噪声信号和模拟声音信号混叠；

S5、采集混叠后的变压器声音信号，建立不同放电模型的变压器混叠声音信号特征库。

实际噪声信号和模拟声音信号混叠方式为：

S1、在声音传感器两侧分别放置实际噪声信号声源和模拟声音信号声源；