【技术实现步骤摘要】
基于2DPCA及SVM的变电站电力变压器故障检测系统及检测方法
本专利技术涉及基于2DPCA及SVM的变电站电力变压器故障检测系统及检测方法,属于音频判别
技术介绍
变电站电力变压器属于电力系统中非常重要的电气设备,当其出现故障时,能够造成巨的大危害,不仅会对变压器本身造成损伤或损坏而导致停电,也可能引发电力系统、人身事故等,从而导致对生产生活带来巨大损失。变电站电力变压器发生故障是指其工作状态发生异常、部分功能失效或者性能指标超出其额定范围,通常这些情况下,就是电力变压器进入了故障状态。出现故障的原因主要是指设备在运行条件下,导致其发生失效的物理、化学、生物或者机械过程,如腐蚀、蠕变、磨损、受热、老化等。目前,在我国变电站电力变压器的检修过程中,仍然采用定期的计划检修,然而随着人们对电力需求的不断增多,定期检修已经不能满足这个时代的发展要求,并且定期检修也存在自身的缺陷。如果电力变压器存在不安全的隐患,在定期检修时又没有及时的发现并且做出排除,那么就会影响到电力系统的正常运行。为确保电力系统安全运行,最大限度地降低事故率,迫切需要寻求新的更加行之有效的检测方法。在日常工作生活中,故障诊断技术已经深入到各行各业,如何安全实时准确的判断出故障的出现以及存在已成为亟待解决的重要问题。安全实时的非接触式在线故障检测以及分析技术为相关行业的生产运行流程带来了巨大的改变。对于变电站的电力变压器来说,由于其长时间处于高电压、强电流、高负荷下运行,通常是无间断的运行状态,且具有高危险性,这就使得人工监视与维护有着诸多危险与困难。因此,我们需要采用非接触式的检测 ...
【技术保护点】
基于2DPCA及SVM的变电站电力变压器故障检测系统,其特征在于,包括第一音频采集系统、第二音频采集系统、音频样本库、第一预处理系统、第二预处理系统、音频训练系统、数据中心、检测系统,所述第一音频采集系统、音频样本库、第一预处理系统、音频训练系统依次连接,所述第二音频采集系统、第二预处理系统、音频训练系统依次连接,所述音频训练系统分别连接所述数据中心、所述检测系统,所述数据中心连接所述检测系统。
【技术特征摘要】
1.基于2DPCA及SVM的变电站电力变压器故障检测系统,其特征在于,包括第一音频采集系统、第二音频采集系统、音频样本库、第一预处理系统、第二预处理系统、音频训练系统、数据中心、检测系统,所述第一音频采集系统、音频样本库、第一预处理系统、音频训练系统依次连接,所述第二音频采集系统、第二预处理系统、音频训练系统依次连接,所述音频训练系统分别连接所述数据中心、所述检测系统,所述数据中心连接所述检测系统。2.根据权利要求1所述的基于2DPCA及SVM的变电站电力变压器故障检测系统,其特征在于,初期构建系统时,所述第一音频采集系统将采集到的音频数据送入所述音频样本库中存储,并且由相关工作人员对音频数据进行判别属于哪种类型的声音,存做音频样本,声音的类型包括故障类型与非故障类型的各类声音;将音频样本库中的音频样本送入第一预处理系统,得到音频样本的幅频特征数据;将第一预处理系统输出的音频样本的幅频特征数据送入音频训练系统得到其降维特征数据;将音频样本的降维特征数据存入数据中心;后期进行监测时,所述第二音频采集系统将采集到的未知音频数据送入第二预处理系统,得到未知音频的幅频特征数据;将第二预处理系统输出的未知音频的幅频特征数据送入音频训练系统得到其降维特征数据;检测系统调用数据中心中的音频样本的降维特征数据,与未知音频数据的降维特征数据进行匹配,检测该未知音频是否为故障声音,如果是,进入故障类型检测阶段判断故障声音的类型;如果不是,则继续监控。3.根据权利要求1所述的基于2DPCA及SVM的变电站电力变压器故障检测系统,其特征在于,所述第一音频采集系统及第二音频采集系统均包括4个或4个以上的单麦克风,4个或4个以上的单麦克风布置在变电站电力变压器四周构成麦克风阵列。4.根据权利要求1所述的基于2DPCA及SVM的变电站电力变压器故障检测系统,其特征在于,所述音频样本库中的所有音频样本的时间长度相同,时间长度小于10秒;所述音频训练系统包括2DPCA运算模块;所述检测系统包括SVM分类器模块。5.采用权利要求1-4任一所述2DPCA及SVM的变电站电力变压器故障检测系统进行故障检测方法,其特征在于,包括步骤如下:A、构建系统(1)所述第一音频采集系统采集音频数据,并将采集到的音频数据送入所述音频样本库中存储,并且由相关工作人员对音频数据进行判别属于哪种类型的声音,存做音频样本,声音的类型包括故障类型与非故障类型的各类声音;(2)将音频样本库中的音频样本送入第一预处理系统,得到音频样本的幅频特征数据;(3)将第一预处理系统输出的音频样本的幅频特征数据送入音频训练系统得到其降维特征数据,即代表音频的特征矢量序列,并将音频样本的降维特征数据存入数据中心;B、故障检测(4)所述第二音频采集系统将采集未知音频数据,并将采集到的未知音频数据送入第二预处理系统,得到未知音频的幅频特征数据;(5)将第二预处理系统输出的未知音频的幅频特征数据送入音频训练系统得到其降维特征数据,即代表未知音频的特征矢量序列;(6)调用数据中心中的音频样本的降维特征数据,与未知音频数据的降维特征数据进行匹配,进行SVM运算,根据运算结果检测该未知音频是否为故障声音,如果是,进入步骤C;如果不是,则返回步骤B;C、故障类型检测。6.根据权利要求5所述的2DPCA及SVM的变电站电力变压器故障检测系统进行故障检测方法,其特征在于,所述步骤(2),包括步骤如下:a、所述第一预处理系统对所述音频样本库中的已知类型的音频样本进行分帧处理;b、所述第一预处理系统对步骤A分帧后的每帧数据采取2048个点进行傅里叶变换,得到其幅频特性;c、根据步骤b得到的幅频特性,将1024个点分为8个子频带,包括:1~120、121~250、251~360、361~480、481~600、601~730、731~850、851~1024,将此8个子频带所对应的能量与1024个点的能量总和作为样本特征使用,即每帧数据由9个特征构成,将分帧后的每帧数据的特征放在一起,...
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