本发明涉及电力安全监测技术，具体涉及一种基于噪声的变压器冷却风扇运行状态评价方法及系统。
背景技术：
随着电网规模的不断增大以及城市建设速度的不断提高，越来越多的变电站处于城市居民区周围。许多投运时间较久的110kV与220kV变电站仍然采用带有冷却风扇的主变压器，导致变电站噪声影响问题突出，围绕该类型变电站噪声问题有关的投诉与纠纷数量不断上升。变压器噪声分为本体噪声与冷却风扇噪声，其中，冷却风扇具有与变压器本体相当的噪声水平。变压器噪声水平过高很大程度上是因为冷却风扇运行状态异常引起的，因此，变压器冷却风扇运行状态评价对于变压器噪声控制具有实际意义。目前，在对变压器冷却风扇运行状态进行评价时，主要采用声级计分别测量冷却风扇投入运行以及冷却风扇停运两种运行方式下的变压器噪声水平，并利用声压级相减的方法确定风扇噪声值，根据该噪声值与风扇铭牌示值的比较判断冷却风扇的运行状态。该方法主要存在以下不足：1、该方法需要改变变压器的运行方式，可能造成变压器油温过高，不利于设备的安全运行；2、该方法无法直接测量冷却风扇噪声，需要对设备噪声进行多次反复测量，测试时间较长。
技术实现要素：
本发明要解决的技术问题：针对现有技术的上述问题，提供一种能够通过噪声检测判断变压器冷却风扇的运行状态，无需改变变压器的运行状态、测试方便，无需接触带电设备，检测安全性高、测试准确可靠的基于噪声的变压器冷却风扇运行状态评价方法及系统。
为了解决上述技术问题，本发明采用的技术方案为：
一方面，本发明提供一种基于噪声的变压器冷却风扇运行状态评价方法，步骤包括：
1）检测变压器选定噪声检测点的噪声信号；
2）针对噪声信号提取噪声信号特征参数；
3）将噪声信号特征参数和预设的噪声信号特征参数阈值进行对比，如果噪声信号特征参数超过预设的噪声信号特征参数阈值，则判定变压器冷却风扇运行状态异常，否则判定冷却风扇运行状态正常。
优选地，步骤1）中的选定噪声检测点位于变压器正面1/2变压器高度、且距离变压器1m。
优选地，步骤2）中的噪声信号特征参数为噪声信号的非50Hz谐频能量比重，所述非50Hz谐频能量比重为2kHz频率范围内非50Hz及其谐频频率噪声信号的幅值和与2kHz频率范围内所有频率噪声信号幅值和的比值。
优选地，步骤3）中预设的噪声信号特征参数阈值的确定步骤包括：
S1）检测变压器选定噪声检测点在冷却风扇正常运行状态下的噪声信号并提取正常噪声信号特征参数；
S2）从正常噪声信号特征参数中选出最大值，再乘以预设倍数得到预设的噪声信号特征参数阈值。
优选地，所述预设倍数为1.5倍。
优选地， 所述冷却风扇正常运行状态具体是指选定噪声检测点的噪声值在冷却风扇投运前后的差值在3dB(A)以内。
另一方面，本发明还提供一种基于噪声的变压器冷却风扇运行状态评价系统，包括：
噪声信号检测程序单元，用于检测变压器选定噪声检测点的噪声信号；
特征参数提取程序单元，用于针对噪声信号提取噪声信号特征参数；
风扇运行状态判断程序单元，用于将噪声信号特征参数和预设的噪声信号特征参数阈值进行对比，如果噪声信号特征参数超过预设的噪声信号特征参数阈值，则判定变压器冷却风扇运行状态异常，否则判定冷却风扇运行状态正常。
本发明基于噪声的变压器冷却风扇运行状态评价方法具有下述优点：本发明检测变压器选定噪声检测点的噪声信号，针对噪声信号提取噪声信号特征参数，将噪声信号特征参数和预设的噪声信号特征参数阈值进行对比，如果噪声信号特征参数超过预设的噪声信号特征参数阈值，则判定变压器冷却风扇运行状态异常，否则判定冷却风扇运行状态正常，能够通过噪声检测判断变压器冷却风扇的运行状态，具有无需改变变压器的运行状态、测试方便，无需接触带电设备，检测安全性高、测试准确可靠的优点。
本发明基于噪声的变压器冷却风扇运行状态评价系统为本发明基于噪声的变压器冷却风扇运行状态评价方法完全对应的装置，因此同样也具有本发明基于噪声的变压器冷却风扇运行状态评价方法的前述优点，故在此不再赘述。
附图说明
图1为本发明实施例方法的基本流程示意图。
具体实施方式
如图1所示，本实施例基于噪声的变压器冷却风扇运行状态评价方法的步骤包括：
1）检测变压器选定噪声检测点的噪声信号；
2）针对噪声信号提取噪声信号特征参数；
3）将噪声信号特征参数和预设的噪声信号特征参数阈值进行对比，如果噪声信号特征参数超过预设的噪声信号特征参数阈值，则判定变压器冷却风扇运行状态异常，否则判定冷却风扇运行状态正常。
本实施例中，步骤1）中的选定噪声检测点位于变压器正面1/2变压器高度、且距离变压器1m。
本实施例中，步骤2）中的噪声信号特征参数为噪声信号的非50Hz谐频能量比重，非50Hz谐频能量比重为2kHz频率范围内非50Hz及其谐频频率噪声信号的幅值和与2kHz频率范围内所有频率噪声信号幅值和的比值。变压器噪声是变压器本体噪声与冷却风扇噪声相互叠加的结果。由于铁心的磁致伸缩以及绕组间的周期性电动力的交互作用，对于工频50Hz交流系统，变压器本体的噪声频谱主要集中在2kHz范围内的50Hz及其整数倍频率上。冷却风扇噪声具有白噪声的特点，除本身旋转频率外，其余噪声频率在2kHz范围内分布较为均匀，不仅仅局限于50Hz及其整数倍频率上。因此，当变压器冷却风扇因运行时间过久而发生劣化时，其频带范围内各频率点噪声幅值将发生变化，而以50Hz及其整数倍频率为特征频率的变压器本体噪声并未发生改变。因此，选取噪声信号中非50Hz谐频能量比重作为冷却风扇运行状态判断的特征参数能够取得较好的效果。
本实施例中，步骤3）中预设的噪声信号特征参数阈值的确定步骤包括：
S1）检测变压器选定噪声检测点在冷却风扇正常运行状态下的噪声信号并提取正常噪声信号特征参数；
S2）从正常噪声信号特征参数中选出最大值，再乘以预设倍数得到预设的噪声信号特征参数阈值；本实施例中，冷却风扇正常运行状态具体是指选定噪声检测点的噪声值在冷却风扇投运前后的差值在3dB(A)以内。
本实施例中，检测变压器选定噪声检测点在冷却风扇正常运行状态下的噪声信号并提取噪声信号特征参数最大值为0.197。本实施例中，预设倍数为1.5倍，因此0.197乘以预设倍数后得到预设的噪声信号特征参数阈值为0.296。本实施例中，对另一台运行时间超过20年且冷却风扇存在异常的变压器噪声信号进行检测，该变压器噪声信号的特征参数为0.331，由于该变压器噪声信号特征参数大于预设的噪声信号特征参数阈值(即0.296)，因此，判定变压器冷却风扇运行状态异常，该判断结果与实际情况相符。
本实施例基于噪声的变压器冷却风扇运行状态评价方法具体是基于计算机程序来实现的，基于计算机程序实现的基于噪声的变压器冷却风扇运行状态评价系统包括：
噪声信号检测程序单元，用于检测变压器选定噪声检测点的噪声信号；
特征参数提取程序单元，用于针对噪声信号提取噪声信号特征参数；
风扇运行状态判断程序单元，用于将噪声信号特征参数和预设的噪声信号特征参数阈值进行对比，如果噪声信号特征参数超过预设的噪声信号特征参数阈值，则判定变压器冷却风扇运行状态异常，否则判定冷却风扇运行状态正常。
以上所述仅是本发明的优选实施方式，本发明的保护范围并不仅局限于上述实施例，凡属于本发明思路下的技术方案均属于本发明的保护范围。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理前提下的若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。