面向电力变压器的声纹智能诊断系统简析

面向电力变压器的声纹智能诊断系统是一种利用声纹识别技术对电力变压器运行状态进行实时监测和故障诊断的系统。以下是其简要分析：

系统组成

• 感知层：主要由声纹传感器和振动传感器组成。声纹传感器一般采用高灵敏度麦克风，用于采集变压器向周围空气传播的声音信号；振动传感器通常采用压电式或磁吸附式加速度计，布置在变压器壳体上，用于采集变压器本体的振动信号，这些信号可反映变压器内部的机械状态变化。
• 数据采集与边缘计算层：负责对传感器采集到的声纹振动信号进行采集、放大、滤波等预处理，并将模拟信号转换为数字信号。同时，在边缘端利用嵌入式处理器或数字信号处理器（DSP）运行声纹识别算法，进行实时图谱分析、特征趋势分析等，实现初步的工况诊断，减少数据传输量。
• 远程诊断服务应用层：即云端可视化平台或远程诊断服务中心，具备强大的计算和存储能力。它接收来自边缘计算层的数据，通过建立的声纹特征库和故障诊断模型，对变压器的运行状态进行深入分析和评估，实现故障类型的准确判断，并提供设备状态监测、健康管理、图谱查看、远程报警等功能，为运维人员提供决策依据23。

工作原理

变压器运行时，铁芯、绕组等部件的振动会产生声音信号，这些信号包含了丰富的设备状态信息。当变压器内部出现故障或异常，如绕组短路、铁芯松动、分接开关故障等，其声纹特征会发生相应变化。声纹智能诊断系统通过传感器采集这些声音信号，经过预处理后提取特征参数，再与预先建立的正常状态和故障状态声纹特征库进行比对分析，利用智能算法判断变压器的运行状态，从而实现故障诊断和预警。

技术优势

• 实时性强：能够实时跟踪变压器的运行状态，及时发现潜在故障，为及时采取维护措施提供支持。
• 非侵入性：采用非接触式传感器，与变压器无电气连接，不影响变压器的正常运行，也无需停电安装和维护，降低了对电力系统运行的影响。
• 互补性好：可与油色谱分析、局部放电监测、铁心接地电流监测等常规检测手段相结合，构成更全面的故障监测与预警体系，提高诊断的准确性。

应用效果

该系统可实现变压器运行状态 “正常”“注意”“异常” 的定性评估，并能进一步诊断变压器的多种缺陷，如直流偏磁、谐波负载、过载、冷却装置异常、外部附件松动、外部放电、绕组与铁心松动等，并及时发出预警3。通过长期监测和分析声纹数据，还可为变压器的维护保养提供科学依据，帮助运维人员制定合理的检修计划，有效延长设备使用寿命，防范突发故障的发生，保障电力系统的安全稳定运行3。