一种基于声纹振动分析的变压器状态监测系统的制作方法

本技术涉及变压器检测，具体涉及一种基于声纹振动分析的变压器状态监测系统。

背景技术：

1、变压器在输变电领域中是不可或缺的组件之一，其原理是利用电磁感应的原理来改变交流电压的装置，在工作过程中，变压器内部会因为局部放电、短路故障、变压器油变质等问题的因素，而出现各种问题，作为电力系统中的关键设备，变压器一旦出现故障，不但影响正常生产和人民的安定生活，同时也会造成巨大的经济损失，严重时甚至还可能对人身安全造成威胁和损害。

2、常见的变压器状态检测与故障诊断方法所采用的状态量包括：油色谱、电磁、温度等，通常诊断发现时设备缺陷和故障已经形成，因此诊断存在滞后性，而变压器内的可听噪声与振动伴随变压器运行产生，声音与振动的幅值、时域波形、频谱特性与其运行电压、电流、机械状态、励磁状态、绝缘状态等密切相关，可及时反映设备运行状态变化，本实用新型针对这一技术问题进行解决。

技术实现思路

1、本实用新型提供了一种基于声纹振动分析的变压器状态监测系统，采用声纹振动监测手段，能够及时监测到变压器的声纹变化，使工作人员能够及时捕捉到变压器内部出现的故障。

2、一种基于声纹振动分析的变压器状态监测系统，包括用于感应变压器声纹的智能感知层、与所述智能感知层通过信号连接的数据汇聚层，所述数据汇聚层用于采集、接收和分析信号，且与用于诊断和评估变压器故障情况的软件应用层连接。

3、进一步的，所述智能感知层包括用于采集变压器声纹的若干振动传感器，所述振动传感器通过磁吸附方式设置在所述变压器上，所述振动传感器与所述数据汇聚层连接。

4、进一步的，所述变压器的周围设置有若干支架，所述支架上设置有用于采集所述变压器声纹的麦克风声纹传感器，所述麦克风声纹传感器与所述数据汇聚层连接。

5、进一步的，所述数据汇聚层包括与所述振动传感器和所述麦克风声纹传感器连接的声纹监测装置，所述声纹监测装置设置在机柜内，所述机柜内设置有减震器，所述声纹监测装置通过网络与远程服务器连接。

6、进一步的，所述机柜为三层结构，包括外层柜体、设置在所述外层柜体内侧的缓冲层、设置在所述缓冲层内侧的内层腔体，所述声纹监测装置设置在所述内层腔体内，所述减震器设置在所述缓冲层内，且与所述内层腔体和所述外层柜体连接。

7、进一步的，所述软件应用层包括与所述声纹监测装置通过连接的远程服务器，所述远程服务器上搭载有上层应用平台，且与显示屏连接，所述上层应用平台通过监测的声纹振动等大量实时上送的数据，结合变压器的结构、出厂试验等参数，将监测到的数据进行对比，完成变压器内部故障的进一步分析诊断，实现对变压器运行状态的综合评估，并形成有效的评估诊断结果，为运维人员提供科学有效的参考依据。

8、一般而言，变压器的声音在短期内不会发生显著变化，可认为是准平稳信号，为了便于直观观测声纹的变化，可以建立变压器的声谱图，本方案中的声谱图建立在笛卡尔坐标系中，横轴为时间(s)，纵轴为频率(hz)。

9、所述变压器上设置有用于搭载所述振动传感器的连接机构，所述连接机构包括连接块一、设置在所述连接块一的一侧且吸附在所述变压器上的磁铁、设置在所述连接块一另一侧的连接板，所述连接板上竖直设置有贯通槽一，所述贯通槽一的内侧设置有螺纹，丝杠通过所述螺纹设置在所述贯通槽一内；

10、所述丝杠的顶端铰接有连接块二，所述连接块二上水平设置有贯通槽二，所述贯通槽二的内侧设置有螺纹，螺杆的侧部通过所述螺纹设置在所述贯通槽二内，所述螺杆的一端铰接在安装块的一侧，所述安装块的另一侧设置有安装槽，所述振动传感器设置在所述安装槽内，且与所述变压器接触。

11、进一步的，所述连接块一内设置有电池、控制器，所述连接块一的外侧设置有指示灯，所述电池、所述指示灯、所述振动传感器分别与所述控制器连接。

12、本实用新型的技术效果如下：

13、(1)通过振动传感器和麦克风声纹传感器的作用，可以采集到变压器的声纹数据，从而实时感知到变压器的声纹变化，通过与数据汇聚层和软件应用层的配合，能够使设备能够及时捕捉到变压器内部的故障；

14、(2)机柜能够对声纹监测装置起到保护作用，而且机柜内部设置有减震器，能够保证声纹监测装置的稳定性和抗冲击能力；

15、(3)连接机构能够对振动传感器的位置进行调节，使振动传感器的位置发生改变，使得连接机构设置在变压器的不同位置时，搭载在连接机构上的振动传感器均能与变压器接触，保证工作的正常进行；

16、(4)当变压器的工作异常，使得振动传感器的振动频率超过控制器的设定频率时，控制器会开启指示灯，用于提示变压器附近的工作人员，使工作人员能够及时发现并处理。

技术特征：

1.一种基于声纹振动分析的变压器状态监测系统，其特征在于，包括用于感应变压器(1)声纹的智能感知层、与所述智能感知层通过信号连接的数据汇聚层，所述数据汇聚层用于采集、接收和分析信号，且与用于诊断和评估变压器(1)故障情况的软件应用层连接。

2.根据权利要求1所述的变压器状态监测系统，其特征在于，所述智能感知层包括用于采集变压器(1)声纹的若干振动传感器(2)，所述振动传感器(2)设置在所述变压器(1)上，所述振动传感器(2)与所述数据汇聚层连接。

3.根据权利要求2所述的变压器状态监测系统，其特征在于，所述变压器(1)的周围设置有若干支架(3)，所述支架(3)上设置有用于采集所述变压器(1)声纹的麦克风声纹传感器(4)，所述麦克风声纹传感器(4)与所述数据汇聚层连接。

4.根据权利要求3所述的变压器状态监测系统，其特征在于，所述数据汇聚层包括与所述振动传感器(2)和所述麦克风声纹传感器(4)连接的声纹监测装置(6)，所述声纹监测装置(6)设置在机柜(5)内，所述机柜(5)内设置有减震器(8)，所述声纹监测装置(6)通过网络与远程服务器(10)连接。

5.根据权利要求4所述的变压器状态监测系统，其特征在于，所述机柜(5)为三层结构，包括外层柜体(7)、设置在所述外层柜体(7)内侧的缓冲层、设置在所述缓冲层内侧的内层腔体(9)，所述声纹监测装置(6)设置在所述内层腔体(9)内，所述减震器(8)设置在所述缓冲层内，且与所述内层腔体(9)和所述外层柜体(7)连接。

6.根据权利要求5所述的变压器状态监测系统，其特征在于，所述软件应用层包括与所述声纹监测装置(6)通过连接的远程服务器(10)，所述远程服务器(10)上搭载有上层应用平台，且与显示屏连接。

7.根据权利要求6所述的变压器状态监测系统，其特征在于，所述变压器(1)上设置有用于搭载所述振动传感器(2)的连接机构，所述连接机构包括连接块一(15)、设置在所述连接块一(15)的一侧且吸附在所述变压器(1)上的磁铁(17)、设置在所述连接块一(15)另一侧的连接板(14)，所述连接板(14)上竖直设置有贯通槽一，所述贯通槽一的内侧设置有螺纹，丝杠(13)通过所述螺纹设置在所述贯通槽一内；

8.根据权利要求7所述的变压器状态监测系统，其特征在于，所述连接块一(15)内设置有电池、控制器，所述连接块一(15)的外侧设置有指示灯(16)，所述电池、所述指示灯(16)、所述振动传感器(2)分别与所述控制器连接。

技术总结
本技术提供了一种基于声纹振动分析的变压器状态监测系统，包括用于感应变压器声纹的智能感知层、与智能感知层通过信号连接的数据汇聚层，数据汇聚层用于采集、接收和分析信号，且与用于诊断和评估变压器故障情况的软件应用层连接，智能感知层包括用于采集变压器声纹的若干振动传感器，振动传感器通过磁吸附方式设置在变压器上，振动传感器与数据汇聚层连接。本技术提供的基于声纹振动分析的变压器状态监测系统，采用声纹振动监测手段，能够及时监测到变压器的声纹变化，使工作人员能够及时捕捉到变压器内部出现的故障。

技术研发人员：盖述虎,王琦,孙世武,孙永刚,张玉松,张珂
受保护的技术使用者：烟台东方纵横科技股份有限公司
技术研发日：20221230
技术公布日：2024/1/12