CN108362966B - 一种油浸变压器高精度噪声在线监测方法和系统 - Google Patents

Abstract

本发明实施例公开了一种油浸变压器高精度噪声在线监测方法和系统，解决了目前国内多数变电站对于油浸变压器噪声的监测主要依靠人工定时巡检完成，造成的数据测量误差大、精度低、耗费人力物力资源大的缺陷。本发明的油浸式变压器高精度噪声在线监测方法包括：通过采集噪声监测测点，并经过放大后得到噪声数字信号；对噪声数字信号进行时域和频域分析，以相为单位计算出声学计算指标；对声学计算指标分别进行基于幅值、基于频率和基于音色的噪声比较，确定变压器噪声是否处于异常状态。

Description

一种油浸变压器高精度噪声在线监测方法和系统

技术领域

本发明涉及电力设备在线监测领域，尤其涉及一种油浸变压器高精度噪声在线监测方法和系统。

背景技术

电力变压器结构复杂，部件众多，是在线监测技术运用最多的电气设备，随着电网规模的不断扩大和电压等级的不断提高，电力变压器的运行状态和健康状况受到了越来越多的关注。大型油浸式变压器运行时通常伴随着持续的噪声。一方面，过高的噪声会造成环境污染影响周边居民的正常生产生活；另一方面，噪声幅值的异常增长和噪声频率的异常波动也能在一定程度上反映变压器运行状态和健康状况的变化情况，对于实现电力变压器状态实时监测和突发性故障实时预警有着重要意义。

电力变压器的噪声按照声源的不同可以分为本体噪声和冷却噪声。由于变压器运行在一个交变的电磁环境中，电场和磁场的周期性变化会导致变压器铁心和绕组发生周期性振动，其中的硅钢片磁致伸缩效应和绕组匝间电动力是这类振动的主要来源。这些内部振动通过多重路径传递至变压器油箱，最终通过油箱的振动表现为本体噪声，而冷却噪声则是伴随着变压器冷却风扇、油泵等冷却设备的投运而产生。

目前国内多数变电站尚未应用成熟的变压器噪声在线监测系统，对于油浸变压器噪声的监测主要依靠人工定时巡检完成，造成了数据测量误差大、精度低、耗费人力物力资源大的缺陷。

发明内容

本发明实施例提供的一种油浸变压器高精度噪声在线监测方法和系统，解决了目前国内多数变电站对于油浸变压器噪声的监测主要依靠人工定时巡检完成，造成的数据测量误差大、精度低、耗费人力物力资源大的缺陷。

本发明实施例提供的一种油浸变压器高精度噪声在线监测方法包括三相油浸变压器，且每相设置有至少一个噪声监测测点，包括：

S1：通过采集所述噪声监测测点，并经过放大后得到噪声数字信号；

S2：对所述噪声数字信号进行时域和频域分析，以相为单位计算出声学计算指标，所述声学计算指标包括：声压平均值、声压最大值、声压级、声功率级、测点声压级、测点声信号主频、测点声信号主频幅值、测点声信号次频、测点声信号次频幅值、测点声信号主倍频、测点声信号主倍频幅值、测点声信号次倍频和测点声信号次倍频幅值；

S3：对所述声学计算指标分别进行基于幅值、基于频率和基于音色的噪声比较，若所述声学计算指标中基于幅值的声压平均值、声压最大值、声压级、声功率级、测点声压级、测点声信号主频幅值、测点声信号次频幅值、测点声信号主倍频幅值和测点声信号次倍频幅值均达到对应的预置的声压平均值阈值、预置的声压最大值阈值、预置的声压级阈值、预置的声功率级阈值、预置的测点声压级阈值、预置的测点声信号主频幅值阈值、预置的测点声信号次频幅值阈值、预置的测点声信号主倍频幅值阈值和预置的测点声信号次倍频幅值阈值；

或者

所述声学计算指标中基于频率变化的测点声信号主频、测点声信号次频、测点声信号主倍频和测点声信号次倍频均达到对应的预置的测点声信号主频阈值、预置的测点声信号次频阈值、预置的测点声信号主倍频阈值和预置的测点声信号次倍频阈值；

或者

用来判断所述噪声音色发生变化的所述声学计算指标中的测点声信号主频、测点声信号次频、测点声信号主倍频和测点声信号次倍频中有三项以上指标发生大于50Hz的变化时，则确定变压器噪声处于异常状态。

可选地，所述步骤S2后还包括步骤S4：将所述声学计算指标分别以不等的记录间隔定时存入数据库。

可选地，所述步骤S3后还包括步骤S5：将变压器噪声处于异常状态的结果通过通信光纤上传到远程诊断中心。

本发明实施例提供的一种油浸变压器高精度噪声在线监测系统，包括：

三相油浸变压器和变压器高精度噪声在线监测装置、远程诊断中心；

所述三相油浸变压器的每相设置至少一个用于所述变压器高精度噪声在线监测装置监测的噪声监测测点；

所述变压器高精度噪声在线监测装置具体包括：

信号转换单元，用于采集所述噪声监测测点，并经放大后得到对应的噪声数字信号；

分析计算单元，用于对所述噪声数字信号进行时域和频域分析，以相为单位计算出声学计算指标，所述声学计算指标包括：声压平均值、声压最大值、声压级、声功率级、测点声压级、测点声信号主频、测点声信号主频幅值、测点声信号次频、测点声信号次频幅值、测点声信号主倍频、测点声信号主倍频幅值、测点声信号次倍频和测点声信号次倍频幅值；

诊断单元，用于对所述声学计算指标分别进行基于幅值、基于频率和基于音色的噪声比较，若所述声学计算指标中基于幅值的声压平均值、声压最大值、声压级、声功率级、测点声压级、测点声信号主频幅值、测点声信号次频幅值、测点声信号主倍频幅值、测点声信号次倍频幅值均达到对应的预置的声压平均值阈值、预置的声压最大值阈值、预置的声压级阈值、预置的声功率级阈值、预置的测点声压级阈值、预置的测点声信号主频幅值阈值、预置的测点声信号次频幅值阈值、预置的测点声信号主倍频幅值阈值和预置的测点声信号次倍频幅值阈值或者所述声学计算指标中基于频率变化的测点声信号主频、测点声信号次频、测点声信号主倍频、测点声信号次倍频均达到对应的预置的测点声信号主频阈值、预置的测点声信号次频阈值、预置的测点声信号主倍频阈值和预置的测点声信号次倍频阈值或者用来判断所述噪声音色发生变化的所述声学计算指标中的测点声信号主频、测点声信号次频、测点声信号主倍频、测点声信号次倍频中有三项以上指标发生大于50Hz的变化时，则确定变压器噪声处于异常状态。

可选地，还包括存储单元，将所述分析计算单元和所述诊断单元中的所述声学计算指标分别以不等的记录间隔定时存入数据库。

可选地，还包括通信单元，用于将变压器噪声处于异常状态的诊断结果通过通信光纤上传到所述远程诊断中心。

可选地，所述噪声监测测点设置有噪声采集装置。

可选地，所述噪声采集装置包括噪声传感及前置放大器、防雨支架、U型卡、探头安装夹块、M8*65固定螺栓、M10螺母平垫、M8螺母平垫和消防管；

所述防雨支架为L型支架，所述防雨支架第一端通过所述U型卡和所述M10螺母平垫固定到所述消防管上；

所述防雨支架第二端开设有与所述M8*65固定螺栓匹配的螺孔，所述探头安装夹块通过所述M8*65固定螺栓和所述M8螺母平垫固定到所述防雨支架第二端；

所述噪声传感及前置放大器固定于所述探头安装夹块上。

可选地，还包括憎水材质防风球，所述憎水材质防风球非接触设置于所述噪声传感及前置放大器的前端。

从以上技术方案可以看出，本发明实施例具有以下优点：

本发明实施例提供的一种油浸变压器高精度噪声在线监测方法和系统，其中，油浸变压器高精度噪声在线监测方法包括：通过采集噪声监测测点，并经过放大后得到噪声数字信号；对噪声数字信号进行时域和频域分析，以相为单位计算出声学计算指标；对声学计算指标分别进行基于幅值、基于频率和基于音色的噪声比较，确定变压器噪声是否处于异常状态。

本实施例中，通过采集噪声监测测点的噪声并进行降噪处理，然后进行分析，计算出声学计算指标，并对声学计算指标分别进行基于幅值、基于频率和基于音色的噪声比较，确定变压器噪声是否处于异常状态。解决了目前国内多数变电站对于油浸变压器噪声的监测主要依靠人工定时巡检完成，造成的数据测量误差大、精度低、耗费人力物力资源大的缺陷。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其它的附图。

图1为本发明实施例提供的一种油浸变压器高精度噪声在线监测方法的一个实施例的流程示意图；

图2为本发明实施例提供的一种油浸变压器高精度噪声在线监测方法的另一个实施例的流程示意图；

图3为本发明实施例提供的一种油浸变压器高精度噪声在线监测系统的一个实施例的结构示意图；

图4为本发明实施例提供的一种油浸变压器高精度噪声在线监测系统的另一个实施例的结构示意图；

图5为本发明实施例提供的一种油浸变压器高精度噪声在线监测系统的结构示意图；

图6为本发明实施例提供的一种油浸变压器高精度噪声在线监测系统的噪声采集装置的结构示意图；

其中，附图标记为：

1、噪声传感及前置放大器；2、防雨支架；3、U型卡；4、探头安装夹块；5、M8*65固定螺栓；6、消防管；7、憎水材质防风球；8、M10螺母平垫；9、M8螺母平垫。

具体实施方式

本发明实施例提供了一种油浸变压器高精度噪声在线监测方法和系统，解决了目前国内多数变电站对于油浸变压器噪声的监测主要依靠人工定时巡检完成，造成的数据测量误差大、精度低、耗费人力物力资源大的缺陷。

为使得本发明的发明目的、特征、优点能够更加的明显和易懂，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，下面所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而非全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明保护的范围。

请参阅图1，本发明实施例提供的一种油浸变压器高精度噪声在线监测方法的一个实施例包括：

101、通过采集噪声监测测点，并经过放大后得到噪声数字信号；

需要说明的是，噪声监测测点设置有噪声采集装置，通过噪声采集装置采集到噪声，因为噪声比较小，需要经过放大，为了便于对于信号进行处理，所以将噪声变成数字信号进行处理。

A/D数据采集卡采用台湾研华科技有限公司生产的PCI-1706U（8通道、分辨率为16位、单通道采样率为250kS/s）进行连续不间断信号采样，在保证采集到噪声采集装置频带范围内的全部暂态与稳态信息的同时，保持极高的数据分辨精度。

请参阅图5，以相为单位，在每台油浸式变压器的高压出线侧设置3个噪声测量点（测量点1、测量点2、测量点3），低压出线侧设置3个噪声测量点（测量点4、测量点5、测量点6）。上述测点均布置在变压器高、低压出线侧水喷雾灭火系统消防管上（每侧3根），安装高度为1/2油箱高度处，与基准发射面距离为2m（本实施例中的500kV油浸式变压器具有风冷装置）。

102、对噪声数字信号进行时域和频域分析，以相为单位计算出声学计算指标，声学计算指标包括：声压平均值、声压最大值、声压级、声功率级、测点声压级、测点声信号主频、测点声信号主频幅值、测点声信号次频、测点声信号次频幅值、测点声信号主倍频、测点声信号主倍频幅值、测点声信号次倍频和测点声信号次倍频幅值；

本实施例中，噪声信号计算、分析与通讯装置采用台湾研华科技有限公司生产的UNO3073G（无风扇、无转动部件，抗干扰能力强、可靠性高、免维护、可扩展性强）工业控制计算机（以下简称工控机），通讯卡采用台湾研华科技有限公司生产的PCI-1680U双端口CAN通用PCI总线通信卡。

103、对声学计算指标分别进行基于幅值、基于频率和基于音色的噪声比较，若声学计算指标中基于幅值的声压平均值、声压最大值、声压级、声功率级、测点声压级、测点声信号主频幅值、测点声信号次频幅值、测点声信号主倍频幅值和测点声信号次倍频幅值均达到对应的预置的声压平均值阈值、预置的声压最大值阈值、预置的声压级阈值、预置的声功率级阈值、预置的测点声压级阈值、预置的测点声信号主频幅值阈值、预置的测点声信号次频幅值阈值、预置的测点声信号主倍频幅值阈值和预置的测点声信号次倍频幅值阈值。

或者

104、声学计算指标中基于频率变化的测点声信号主频、测点声信号次频、测点声信号主倍频和测点声信号次倍频均达到对应的预置的测点声信号主频阈值、预置的测点声信号次频阈值、预置的测点声信号主倍频阈值和预置的测点声信号次倍频阈值。

或者

105、用来判断噪声音色发生变化的声学计算指标中的测点声信号主频、测点声信号次频、测点声信号主倍频和测点声信号次倍频中有三项以上指标发生大于50Hz的变化时，则确定变压器噪声处于异常状态。

106、确定变压器噪声处于异常状态。

需要说明的是，对数字采样信号进行时域分析，分别以相为单位计算声压平均值SPAvg、声压最大值SPMax、声压级SPL、声功率级SPower；以测点为单位计算测点声压级SPL[i]；对同一信号每50个工频周期进行一次频域分析，对二次采样后的数据采用快速傅里叶变换算法计算，以测点为单位计算测点声信号主频MFrq[i]、测点声信号次频SFrq[i]、测点声信号主倍频MFrq_50K[i]、测点声信号次倍频SFrq_50K[i]、测点声信号主频幅值VMFrq[i]、测点声信号次频幅值VSFrq[i]、测点声信号主倍频幅值VMFrq_50K[i]、测点声信号次倍频幅值VSFrq_50K[i]。

计算所得声学指标计算结果与预置指标幅值阈值、频率变化量（变化率）阈值、谐波组分进行比较，具体如下：指标幅值阈值的设定与环境噪声和硬件布置位置相关，在本实施例中，指标幅值阈值设定为“变压器停运时幅值+10dB”；噪声频率变化触发的预警事件与变压器运行时各测点监测到的噪声频谱相关而非固定不变，因此设置频率变化量（变化率）阈值，考虑到信号频域指标的分布情况，按a.频率指标<200Hz时，频率变化值大于100Hz。b.200Hz<频率指标<500Hz时，频率变化率大于30%。c. 频率指标>500Hz时，频率变化率大于15%三种情况设置；基于音色的噪声信号分析利用测点噪声信号的主频、次频、主倍频、次倍频4项指标组合的变化情况进行音色判断，当有3项及以上指标发生大于50Hz的变化时，即认为变压器噪声音色发生变化。

当幅值变化、频率变化达到阈值或经判断变压器噪声音色发生变化时，变压器噪声将被认为处于异常状态，启动关联变压器运行工况，调用专家知识库诊断异常变化的原因：过载、过励磁、直流偏磁、结构件松动、放电、冷却器异常。

本实施例中，通过采集噪声监测测点的噪声并进行降噪处理，然后进行分析，计算出声学计算指标，并对声学计算指标分别进行基于幅值、基于频率和基于音色的噪声比较，确定变压器噪声是否处于异常状态。解决了目前国内多数变电站对于油浸变压器噪声的监测主要依靠人工定时巡检完成，造成的数据测量误差大、精度低、耗费人力物力资源大的缺陷。

上面是对油浸变压器高精度噪声在线监测方法进行的描述，下面将对油浸变压器高精度噪声在线监测方法的另一个实施例进行的描述。

请参阅图2，本发明实施例提供的一种油浸变压器高精度噪声在线监测方法的另一个实施例包括：

201、通过采集噪声监测测点，并经过放大后得到噪声数字信号；

需要说明的是，噪声监测测点设置有噪声采集装置，通过噪声采集装置采集到噪声，因为噪声比较小，需要经过放大，为了便于对于信号进行处理，所以将噪声变成数字信号进行处理。

A/D数据采集卡采用台湾研华科技有限公司生产的PCI-1706U（8通道、分辨率为16位、单通道采样率为250kS/s）进行连续不间断信号采样，在保证采集到噪声采集装置频带范围内的全部暂态与稳态信息的同时，保持极高的数据分辨精度。

请参阅图5，以相为单位，在每台油浸式变压器的高压出线侧设置3个噪声测量点（测量点1、测量点2、测量点3），低压出线侧设置3个噪声测量点（测量点4、测量点5、测量点6）。上述测点均布置在变压器高、低压出线侧水喷雾灭火系统消防管上（每侧3根），安装高度为1/2油箱高度处，与基准发射面距离为2m（本实施例中的500kV油浸式变压器具有风冷装置）。

202、对噪声数字信号进行时域和频域分析，以相为单位计算出声学计算指标，声学计算指标包括：声压平均值、声压最大值、声压级、声功率级、测点声压级、测点声信号主频、测点声信号主频幅值、测点声信号次频、测点声信号次频幅值、测点声信号主倍频、测点声信号主倍频幅值、测点声信号次倍频和测点声信号次倍频幅值；

本实施例中，噪声信号计算、分析与通讯装置采用台湾研华科技有限公司生产的UNO3073G（无风扇、无转动部件，抗干扰能力强、可靠性高、免维护、可扩展性强）工业控制计算机（以下简称工控机），通讯卡采用台湾研华科技有限公司生产的PCI-1680U双端口CAN通用PCI总线通信卡。

203、对声学计算指标分别进行基于幅值、基于频率和基于音色的噪声比较，若声学计算指标中基于幅值的声压平均值、声压最大值、声压级、声功率级、测点声压级、测点声信号主频幅值、测点声信号次频幅值、测点声信号主倍频幅值和测点声信号次倍频幅值均达到对应的预置的声压平均值阈值、预置的声压最大值阈值、预置的声压级阈值、预置的声功率级阈值、预置的测点声压级阈值、预置的测点声信号主频幅值阈值、预置的测点声信号次频幅值阈值、预置的测点声信号主倍频幅值阈值和预置的测点声信号次倍频幅值阈值。

或者

204、声学计算指标中基于频率变化的测点声信号主频、测点声信号次频、测点声信号主倍频和测点声信号次倍频均达到对应的预置的测点声信号主频阈值、预置的测点声信号次频阈值、预置的测点声信号主倍频阈值和预置的测点声信号次倍频阈值。

或者

205、用来判断噪声音色发生变化的声学计算指标中的测点声信号主频、测点声信号次频、测点声信号主倍频和测点声信号次倍频中有三项以上指标发生大于50Hz的变化时，则确定变压器噪声处于异常状态。

需要说明的是，对数字采样信号进行时域分析，分别以相为单位计算声压平均值SPAvg、声压最大值SPMax、声压级SPL、声功率级SPower；以测点为单位计算测点声压级SPL[i]；对同一信号每50个工频周期进行一次频域分析，对二次采样后的数据采用快速傅里叶变换算法计算，以测点为单位计算测点声信号主频MFrq[i]、测点声信号次频SFrq[i]、测点声信号主倍频MFrq_50K[i]、测点声信号次倍频SFrq_50K[i]、测点声信号主频幅值VMFrq[i]、测点声信号次频幅值VSFrq[i]、测点声信号主倍频幅值VMFrq_50K[i]、测点声信号次倍频幅值VSFrq_50K[i]。

计算所得声学指标计算结果与预置指标幅值阈值、频率变化量（变化率）阈值、谐波组分进行比较，具体如下：指标幅值阈值的设定与环境噪声和硬件布置位置相关，在本实施例中，指标幅值阈值设定为“变压器停运时幅值+10dB”；噪声频率变化触发的预警事件与变压器运行时各测点监测到的噪声频谱相关而非固定不变，因此设置频率变化量（变化率）阈值，考虑到信号频域指标的分布情况，按a.频率指标<200Hz时，频率变化值大于100Hz。b.200Hz<频率指标<500Hz时，频率变化率大于30%。c. 频率指标>500Hz时，频率变化率大于15%三种情况设置；基于音色的噪声信号分析利用测点噪声信号的主频、次频、主倍频、次倍频4项指标组合的变化情况进行音色判断，当有3项及以上指标发生大于50Hz的变化时，即认为变压器噪声音色发生变化。

当幅值变化、频率变化达到阈值或经判断变压器噪声音色发生变化时，变压器噪声将被认为处于异常状态，启动关联变压器运行工况，调用专家知识库诊断异常变化的原因：过载、过励磁、直流偏磁、结构件松动、放电、冷却器异常。

206、确定变压器噪声处于异常状态。

207、将声学计算指标分别以不等的记录间隔定时存入数据库。

本实施例中，将声学计算指标按瞬态指标数据（每500毫秒存储一次）、详细指标数据（每10秒存储一次）、概览指标数据（每15分钟存储一次）层次化定时存入本相现地数据库；当判断当前变压器噪声信号为异常状态时，原始采样数据按整机噪声越限、局部噪声显著、频率异常变化三个层次不间断写入数据文件存入本相现地内存空间。

使用MySQL数据库按不同时间跨度定时对所得噪声声学计算指标进行存储，当某时段声学指标的诊断结果为异常或故障状态时，将该时段的原始采样数据存储为.dat原始数据文件。

208、将变压器噪声处于异常状态的结果通过通信光纤上传到远程诊断中心。

需要说明的是是，在各相工控机完成对本相噪声信号的采集、计算、分析、诊断程序后，多功能通讯单元将执行通讯任务：A相、C相工控机将本相的分析指标、诊断结果和告警信息通过以太网（CAN备用）以425字节UDP通讯包形式发送至B相，B相工控机将三相的诊断结果和告警信息整合后通过光纤上传至远程诊断中心；三相工控机均建立NFS文件系统，A、C相存储的异常噪声原始数据文件通过以太网通讯挂载至B相，在B相进行现地人机交互和远程上传，方便用户查询；三相工控机上均建立本地数据库，授权B相工控机和远程诊断中心进行远程访问。

请参阅图5，各测点采集放大的噪声信号通过SYV50-5-1型同轴电缆传输至各相变压器噪声监测箱内；B相噪声监测箱电源通过YJV 3*4.0型电缆与外部220V电源连接，同时通过YJV 3*2.5型电缆为A、C相噪声监测箱电源供电；B相工控机通过超五类网线和CAN线与A、C相工控机组成现地通讯网络，同时经由光电转换器和通讯光纤将现地通讯网络连接至远程诊断中心。

请参阅图3和图5，本发明实施例提供的一种油浸变压器高精度噪声在线监测系统的一个实施例，包括：

三相油浸变压器301和变压器高精度噪声在线监测装置302、远程诊断中心303；

三相油浸变压器301的每相设置至少一个用于变压器高精度噪声在线监测装置302监测的噪声监测测点；

变压器高精度噪声在线监测装置302具体包括：

信号转换单元3021，用于采集噪声监测测点，并经放大后得到对应的噪声数字信号；

分析计算单元3022，用于对噪声数字信号进行时域和频域分析，以相为单位计算出声学计算指标，声学计算指标包括：声压平均值、声压最大值、声压级、声功率级、测点声压级、测点声信号主频、测点声信号主频幅值、测点声信号次频、测点声信号次频幅值、测点声信号主倍频、测点声信号主倍频幅值、测点声信号次倍频和测点声信号次倍频幅值；

诊断单元3023，用于对声学计算指标分别进行基于幅值、基于频率和基于音色的噪声比较，若声学计算指标中基于幅值的声压平均值、声压最大值、声压级、声功率级、测点声压级、测点声信号主频幅值、测点声信号次频幅值、测点声信号主倍频幅值、测点声信号次倍频幅值均达到对应的预置的声压平均值阈值、预置的声压最大值阈值、预置的声压级阈值、预置的声功率级阈值、预置的测点声压级阈值、预置的测点声信号主频幅值阈值、预置的测点声信号次频幅值阈值、预置的测点声信号主倍频幅值阈值和预置的测点声信号次倍频幅值阈值或者声学计算指标中基于频率变化的测点声信号主频、测点声信号次频、测点声信号主倍频、测点声信号次倍频均达到对应的预置的测点声信号主频阈值、预置的测点声信号次频阈值、预置的测点声信号主倍频阈值和预置的测点声信号次倍频阈值或者用来判断噪声音色发生变化的声学计算指标中的测点声信号主频、测点声信号次频、测点声信号主倍频、测点声信号次倍频中有三项以上指标发生大于50Hz的变化时，则确定变压器噪声处于异常状态。

噪声监测测点设置有噪声采集装置3011，请参阅图6，包括：

噪声传感及前置放大器1、防雨支架2、U型卡3、探头安装夹块4、M8*65固定螺栓5、憎水材质防风球7、M10螺母平垫8、M8螺母平垫9和消防管6；

防雨支架2为L型支架，防雨支架2第一端通过U型卡3和M10螺母平垫5固定到消防管6上；

防雨支架1第二端开设有与M8*65固定螺栓4匹配的螺孔，探头安装夹块4通过M8*65固定螺栓5和M8螺母平垫9固定到防雨支架2第二端；

噪声传感及前置放大器1固定于探头安装夹块4上。

噪声传感及前置放大器1的前端非接触设置有憎水材质防风球7。

本实施例中，通过变压器高精度噪声在线监测装置302采集三相油浸变压器301的噪声监测测点的噪声并进行降噪处理，然后进行分析，计算出声学计算指标，并对声学计算指标分别进行基于幅值、基于频率和基于音色的噪声比较，确定变压器噪声是否处于异常状态，并将诊断结果传送到远程诊断中心303。解决了目前国内多数变电站对于油浸变压器噪声的监测主要依靠人工定时巡检完成，造成的数据测量误差大、精度低、耗费人力物力资源大的缺陷。

请参阅图4和图5，本发明实施例提供的一种油浸变压器高精度噪声在线监测系统的另一个实施例，包括：

三相油浸变压器401和变压器高精度噪声在线监测装置402、远程诊断中心405、存储单元404和通信单元403；

三相油浸变压器401的每相设置至少一个用于变压器高精度噪声在线监测装置402监测的噪声监测测点；

变压器高精度噪声在线监测装置402具体包括：

信号转换单元4021，用于采集噪声监测测点，并经放大后得到对应的噪声数字信号；

分析计算单元4022，用于对噪声数字信号进行时域和频域分析，以相为单位计算出声学计算指标，声学计算指标包括：声压平均值、声压最大值、声压级、声功率级、测点声压级、测点声信号主频、测点声信号主频幅值、测点声信号次频、测点声信号次频幅值、测点声信号主倍频、测点声信号主倍频幅值、测点声信号次倍频和测点声信号次倍频幅值；

诊断单元4023，用于对声学计算指标分别进行基于幅值、基于频率和基于音色的噪声比较，若声学计算指标中基于幅值的声压平均值、声压最大值、声压级、声功率级、测点声压级、测点声信号主频幅值、测点声信号次频幅值、测点声信号主倍频幅值、测点声信号次倍频幅值均达到对应的预置的声压平均值阈值、预置的声压最大值阈值、预置的声压级阈值、预置的声功率级阈值、预置的测点声压级阈值、预置的测点声信号主频幅值阈值、预置的测点声信号次频幅值阈值、预置的测点声信号主倍频幅值阈值和预置的测点声信号次倍频幅值阈值或者声学计算指标中基于频率变化的测点声信号主频、测点声信号次频、测点声信号主倍频、测点声信号次倍频均达到对应的预置的测点声信号主频阈值、预置的测点声信号次频阈值、预置的测点声信号主倍频阈值和预置的测点声信号次倍频阈值或者用来判断噪声音色发生变化的声学计算指标中的测点声信号主频、测点声信号次频、测点声信号主倍频、测点声信号次倍频中有三项以上指标发生大于50Hz的变化时，则确定变压器噪声处于异常状态。

通信单元403，用于将变压器噪声处于异常状态的诊断结果通过通信光纤上传到远程诊断中心405；

存储单元404，用于将分析计算单元4022和诊断单元4023中的声学计算指标分别以不等的记录间隔定时存入数据库。

噪声监测测点设置有噪声采集装置4011，请参阅图6，包括：

噪声传感及前置放大器1、防雨支架2、U型卡3、探头安装夹块4、M8*65固定螺栓5、憎水材质防风球7、M10螺母平垫8、M8螺母平垫9和消防管6；

防雨支架2为L型支架，防雨支架2第一端通过U型卡3和M10螺母平垫5固定到消防管6上；

防雨支架1第二端开设有与M8*65固定螺栓4匹配的螺孔，探头安装夹块4通过M8*65固定螺栓5和M8螺母平垫9固定到防雨支架2第二端；

噪声传感及前置放大器1固定于探头安装夹块4上。

噪声传感及前置放大器1的前端非接触设置有憎水材质防风球7。

所属领域的技术人员可以清楚地了解到，为描述的方便和简洁，上述描述的系统，装置和单元的具体工作过程，可以参考前述方法实施例中的对应过程，在此不再赘述。

在本申请所提供的几个实施例中，应该理解到，所揭露的系统，装置和方法，可以通过其它的方式实现。例如，以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的，例如，所述单元的划分，仅仅为一种逻辑功能划分，实际实现时可以有另外的划分方式，例如多个单元或组件可以结合或者可以集成到另一个系统，或一些特征可以忽略，或不执行。另一点，所显示或讨论的相互之间的耦合或直接耦合或通信连接可以是通过一些接口，装置或单元的间接耦合或通信连接，可以是电性，机械或其它的形式。

所述作为分离部件说明的单元可以是或者也可以不是物理上分开的，作为单元显示的部件可以是或者也可以不是物理单元，即可以位于一个地方，或者也可以分布到多个网络单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部单元来实现本实施例方案的目的。

另外，在本发明各个实施例中的各功能单元可以集成在一个处理单元中，也可以是各个单元单独物理存在，也可以两个或两个以上单元集成在一个单元中。上述集成的单元既可以采用硬件的形式实现，也可以采用软件功能单元的形式实现。

所述集成的单元如果以软件功能单元的形式实现并作为独立的产品销售或使用时，可以存储在一个计算机可读取存储介质中。基于这样的理解，本发明的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分或者该技术方案的全部或部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品存储在一个存储介质中，包括若干指令用以使得一台计算机设备（可以是个人计算机，服务器，或者网络设备等）执行本发明各个实施例所述方法的全部或部分步骤。而前述的存储介质包括：U盘、移动硬盘、只读存储器（ROM，Read-OnlyMemory）、随机存取存储器（RAM，Random Access Memory）、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。

以上所述，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。

Claims (9)

1.一种油浸变压器高精度噪声在线监测方法，包括三相油浸变压器，且所述三相油浸变压器的每相对应的高压出线侧和低压出线侧分别设置有至少三个噪声监测测点，其特征在于，包括：

S1：通过采集所述噪声监测测点，并经过放大后得到噪声数字信号；

S2：对所述噪声数字信号进行时域和频域分析，以相为单位计算出声学计算指标，所述声学计算指标包括：声压平均值、声压最大值、声压级、声功率级、测点声压级、测点声信号主频、测点声信号主频幅值、测点声信号次频、测点声信号次频幅值、测点声信号主倍频、测点声信号主倍频幅值、测点声信号次倍频和测点声信号次倍频幅值；

S3：对所述声学计算指标分别进行基于幅值、基于频率和基于音色的噪声比较，预置幅值阈值和频率变化量阈值，所述幅值阈值的设定与环境噪声以及噪声监测测点的位置有关；若所述声学计算指标中基于幅值的声压平均值、声压最大值、声压级、声功率级、测点声压级、测点声信号主频幅值、测点声信号次频幅值、测点声信号主倍频幅值和测点声信号次倍频幅值均达到对应的预置的声压平均值阈值、预置的声压最大值阈值、预置的声压级阈值、预置的声功率级阈值、预置的测点声压级阈值、预置的测点声信号主频幅值阈值、预置的测点声信号次频幅值阈值、预置的测点声信号主倍频幅值阈值和预置的测点声信号次倍频幅值阈值；

或者

所述声学计算指标中基于频率变化的测点声信号主频、测点声信号次频、测点声信号主倍频和测点声信号次倍频均达到对应的预置的测点声信号主频阈值、预置的测点声信号次频阈值、预置的测点声信号主倍频阈值和预置的测点声信号次倍频阈值；

或者

用来判断所述噪声音色发生变化的所述声学计算指标中的测点声信号主频、测点声信号次频、测点声信号主倍频和测点声信号次倍频中有三项以上指标发生大于50Hz的变化时，则确定变压器噪声处于异常状态；

启动关联变压器运行工况，调用专家知识库诊断异常变化的原因：过载、过励磁、直流偏磁、结构件松动、放电、冷却器异常。

2.根据权利要求1所述的一种油浸变压器高精度噪声在线监测方法，其特征在于，

所述步骤S2后还包括步骤S4：将所述声学计算指标分别以不等的记录间隔定时存入数据库。

3.根据权利要求1所述的一种油浸变压器高精度噪声在线监测方法，其特征在于，

所述步骤S3后还包括步骤S5：将变压器噪声处于异常状态的结果通过通信光纤上传到远程诊断中心。

4.一种油浸变压器高精度噪声在线监测系统，其特征在于，包括：

三相油浸变压器和变压器高精度噪声在线监测装置、远程诊断中心；

所述三相油浸变压器的每相对应的高压出线侧和低压出线侧分别设置有至少三个噪声监测测点；

所述变压器高精度噪声在线监测装置具体包括：

信号转换单元，用于采集所述噪声监测测点，并经放大后得到对应的噪声数字信号；

分析计算单元，用于对所述噪声数字信号进行时域和频域分析，以相为单位计算出声学计算指标，所述声学计算指标包括：声压平均值、声压最大值、声压级、声功率级、测点声压级、测点声信号主频、测点声信号主频幅值、测点声信号次频、测点声信号次频幅值、测点声信号主倍频、测点声信号主倍频幅值、测点声信号次倍频和测点声信号次倍频幅值；

诊断单元，用于对所述声学计算指标分别进行基于幅值、基于频率和基于音色的噪声比较，预置幅值阈值和频率变化量阈值，所述幅值阈值的设定与环境噪声以及噪声监测测点的位置有关；若所述声学计算指标中基于幅值的声压平均值、声压最大值、声压级、声功率级、测点声压级、测点声信号主频幅值、测点声信号次频幅值、测点声信号主倍频幅值、测点声信号次倍频幅值均达到对应的预置的声压平均值阈值、预置的声压最大值阈值、预置的声压级阈值、预置的声功率级阈值、预置的测点声压级阈值、预置的测点声信号主频幅值阈值、预置的测点声信号次频幅值阈值、预置的测点声信号主倍频幅值阈值和预置的测点声信号次倍频幅值阈值或者所述声学计算指标中基于频率变化的测点声信号主频、测点声信号次频、测点声信号主倍频、测点声信号次倍频均达到对应的预置的测点声信号主频阈值、预置的测点声信号次频阈值、预置的测点声信号主倍频阈值和预置的测点声信号次倍频阈值或者用来判断所述噪声音色发生变化的所述声学计算指标中的测点声信号主频、测点声信号次频、测点声信号主倍频、测点声信号次倍频中有三项以上指标发生大于50Hz的变化时，则确定变压器噪声处于异常状态；

启动关联变压器运行工况，调用专家知识库诊断异常变化的原因：过载、过励磁、直流偏磁、结构件松动、放电、冷却器异常。

5.根据权利要求4所述的一种油浸变压器高精度噪声在线监测系统，其特征在于，

还包括存储单元，将所述分析计算单元和所述诊断单元中的所述声学计算指标分别以不等的记录间隔定时存入数据库。

6.根据权利要求4所述的一种油浸变压器高精度噪声在线监测系统，其特征在于，

还包括通信单元，用于将变压器噪声处于异常状态的诊断结果通过通信光纤上传到所述远程诊断中心。

7.根据权利要求4至6任一项权利要求所述的一种油浸变压器高精度噪声在线监测系统，其特征在于，

所述噪声监测测点设置有噪声采集装置。

8.根据权利要求7所述的一种油浸变压器高精度噪声在线监测系统，其特征在于，所述噪声采集装置包括噪声传感及前置放大器、防雨支架、U型卡、探头安装夹块、M8*65固定螺栓、M10螺母平垫、M8螺母平垫和消防管；

所述防雨支架为L型支架，所述防雨支架第一端通过所述U型卡和所述M10螺母平垫固定到所述消防管上；

所述防雨支架第二端开设有与所述M8*65固定螺栓匹配的螺孔，所述探头安装夹块通过所述M8*65固定螺栓和所述M8螺母平垫固定到所述防雨支架第二端；

所述噪声传感及前置放大器固定于所述探头安装夹块上。

9.根据权利要求8所述的一种油浸变压器高精度噪声在线监测系统，其特征在于，

还包括憎水材质防风球，所述憎水材质防风球非接触设置于所述噪声传感及前置放大器的前端。

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