一种基于声纹识别的变压器故障分析方法及系统技术方案

本申请涉及一种基于声纹识别的变压器故障分析方法及系统，方法包括响应于收到的音频信息，对音频信息进行解析，得到疑似故障声音组与已知声音组；使用疑似故障声音组对音源进行定位，得到至少一个疑似故障位置；将疑似故障位置在三维模型中显示；根据三维模型中的疑似故障位置构建疑似故障声音组的传递路径；使用疑似故障声音组的传递路径对疑似故障声音组进行校正，得到故障声音组以及根据故障声音组给出变压器的故障报告。本申请公开的基于声纹识别的变压器故障分析方法及系统，通过将收集声音由时域转移到频域上进行分析和对收集声音进行定位定向的方式来发现变压器的故障点，实现对变压器运行故障的自动化预警。实现对变压器运行故障的自动化预警。实现对变压器运行故障的自动化预警。

【技术实现步骤摘要】
一种基于声纹识别的变压器故障分析方法及系统


[0001]本申请涉及数据分析
，尤其是涉及一种基于声纹识别的变压器故障分析方法及系统。

技术介绍

[0002]近年来，经济和工业的发展使得我国对电力的需求不断增大，超高压大电网成为电力发展的新趋势。经过多年运行，变压器发生故障的几率不断增加，存在发生绝缘老化、部件松动等各种故障的风险。
[0003]传统的变压器检测方法包括:溶解气体分析、红外测温、局部放电在线监测、频率响应分析、振动分析等。但对于内部放电及器件螺丝松动等故障仍存在检测盲区。当然，也有经验人员通过变压器运行声音来发现故障的方式，但是人耳监听的方式易受主观影响，误差较大，且不能长时间监听，不能达到定量的科学分析。
[0004]随着特高压变电站设备运行状态智能巡检管理水平的提高，部分特高压变电站部署了拾音器采集装置，拾音器采集装置对部分设备的运行声音进行采集、存储及播放，如何借助于该项技术实现对变压器声信号进行采集、处理、分析，实现对变压器运行的实时监测，解决人工监听的不足，有效诊断评估变压器健康状态和分析预测异常故障是一个重要的研究课题。

技术实现思路

[0005]本申请提供一种基于声纹识别的变压器故障分析方法及系统，通过将收集声音由时域转移到频域上进行分析和对收集声音进行定位定向的方式来发现变压器的故障点，实现对变压器运行故障的自动化预警。
[0006]本申请的上述目的是通过以下技术方案得以实现的：第一方面，本申请提供了一种基于声纹识别的变压器故障分析方法，包括：响应于收到的音频信息，对音频信息进行解析，得到疑似故障声音组与已知声音组；使用疑似故障声音组对音源进行定位，得到至少一个疑似故障位置；将疑似故障位置在三维模型中显示；根据三维模型中的疑似故障位置构建疑似故障声音组的传递路径；使用疑似故障声音组的传递路径对疑似故障声音组进行校正，得到故障声音组；以及根据故障声音组给出变压器的故障报告。
[0007]在第一方面的一种可能的实现方式中，对音频信息进行解析包括：将音频信息由时域转入到频域；在频域中将音频信息转为多个波形；根据频率与幅值将得到的波形进行组合，得到已知声音组；以及
将剩余波形作为疑似故障声音组。
[0008]在第一方面的一种可能的实现方式中，使用疑似故障声音组对音源进行定位，得到至少一个疑似故障位置包括：确定疑似故障声音组中每一个波形的收到位置，收到位置的数量为多个；使用归属于一个波形的多个收到位置对该波形进行定位；以及根据定位确定疑似故障位置；其中，一个疑似故障位置包括多个定位；对于无法进行定位的波形，在确定与疑似故障位置的关联度后将其归属到关联度最高的疑似故障位置处。
[0009]在第一方面的一种可能的实现方式中，确定与疑似故障位置的关联度包括：确定与无法进行定位的波形的收到位置关联的完成定位的波形的收到位置，无法进行定位的该波形的收到位置位于完成定位的波形的收到位置组成区域内；计算无法进行定位的波形的收到位置与组成区域的边界距离；以及选取边界距离最小的组成区域对应的疑似故障位置作为该无法进行定位的波形的疑似故障位置。
[0010]在第一方面的一种可能的实现方式中，计算边界距离包括：确定组成区域的边界数量；计算无法进行定位的波形的收到位置到组成区域的每一个边界的距离，得到多个边界距离值；以及将组成区域的边界累加，得到边界距离。
[0011]在第一方面的一种可能的实现方式中，使用疑似故障声音组的传递路径对疑似故障声音组进行校正包括：根据传递路径确定三维模型中的一个固定对象；将与固定对象关联的疑似故障位置进行合并处理并根据固定对象生成传递路径；将位于传递路径以外的疑似故障声音组中的声音波形删除，得到故障声音组。
[0012]在第一方面的一种可能的实现方式中，根据故障声音组给出变压器的故障报告包括根据频率对故障声音组中的声音波形进行分组，分组包括高频组、常规组与低频组；计算高频组与低频组中的声音波形在单位时间内出现的频次，当出现高频组和/或低频组的出现频次大于最低出现频次时给出变压器的故障报告；计算常规组中的声音波形与对应固定对象正常工作时发出声音波形的相似度，当相似度不符合要求的常规组中的声音波形数量大于最低数量时给出变压器的故障报告。
[0013]第二方面，本申请提供了一种基于声纹识别的变压器故障分析装置，包括：解析与分组单元，用于响应于收到的音频信息，对音频信息进行解析，得到疑似故障声音组与已知声音组；第一定位单元，用于使用疑似故障声音组对音源进行定位，得到至少一个疑似故障位置；显示单元，用于将疑似故障位置在三维模型中显示；路径构建单元，用于根据三维模型中的疑似故障位置构建疑似故障声音组的传递路径；
校正单元，用于使用疑似故障声音组的传递路径对疑似故障声音组进行校正，得到故障声音组；以及报告单元，用于根据故障声音组给出变压器的故障报告。
[0014]第三方面，本申请提供了一种基于声纹识别的变压器故障分析系统，所述系统包括：一个或多个存储器，用于存储指令；以及一个或多个处理器，用于从所述存储器中调用并运行所述指令，执行如第一方面及第一方面任意可能的实现方式中所述的方法。
[0015]第四方面，本申请提供了一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质包括：程序，当所述程序被处理器运行时，如第一方面及第一方面任意可能的实现方式中所述的方法被执行。
[0016]第五方面，本申请提供了一种计算机程序产品，包括程序指令，当所述程序指令被计算设备运行时，如第一方面及第一方面任意可能的实现方式中所述的方法被执行。
[0017]第六方面，本申请提供了一种芯片系统，该芯片系统包括处理器，用于实现上述各方面中所涉及的功能，例如，生成，接收，发送，或处理上述方法中所涉及的数据和/或信息。
[0018]该芯片系统，可以由芯片构成，也可以包括芯片和其他分立器件。
[0019]在一种可能的设计中，该芯片系统还包括存储器，该存储器，用于保存必要的程序指令和数据。该处理器和该存储器可以解耦，分别设置在不同的设备上，通过有线或者无线的方式连接，或者处理器和该存储器也可以耦合在同一个设备上。
附图说明
[0020]图1是本申请提供的一种变压器故障分析方法的应用示意图。
[0021]图2是本申请提供的一种变压器故障分析方法的步骤流程示意框图。
[0022]图3是本申请提供的一种使用声音采集器进行定位的原理性示意图。
[0023]图4是本申请提供的一种对音频信息进行分组的步骤流程示意框图。
[0024]图5是本申请提供的一种借助多个定位得到一个疑似故障位置的原理性示意图。
[0025]图6是本申请提供的一种计算最短直线距离的原理性示意图。
[0026]图7是本申请提供的一种对疑似故障声音组进行校正的步骤流程示意框图。
具体实施方式
[0027]以下结合附图，对本申请中的技术方案作进一步详细说明。
[0028]请参本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于声纹识别的变压器故障分析方法，其特征在于，包括：响应于收到的音频信息，对音频信息进行解析，得到疑似故障声音组与已知声音组；使用疑似故障声音组对音源进行定位，得到至少一个疑似故障位置；将疑似故障位置在三维模型中显示；根据三维模型中的疑似故障位置构建疑似故障声音组的传递路径；使用疑似故障声音组的传递路径对疑似故障声音组进行校正，得到故障声音组；以及根据故障声音组给出变压器的故障报告。2.根据权利要求1所述的基于声纹识别的变压器故障分析方法，其特征在于，对音频信息进行解析包括：将音频信息由时域转入到频域；在频域中将音频信息转为多个波形；根据频率与幅值将得到的波形进行组合，得到已知声音组；以及将剩余波形作为疑似故障声音组。3.根据权利要求1或2所述的基于声纹识别的变压器故障分析方法，其特征在于，使用疑似故障声音组对音源进行定位，得到至少一个疑似故障位置包括：确定疑似故障声音组中每一个波形的收到位置，收到位置的数量为多个；使用归属于一个波形的多个收到位置对该波形进行定位；以及根据定位确定疑似故障位置；其中，一个疑似故障位置包括多个定位；对于无法进行定位的波形，在确定与疑似故障位置的关联度后将其归属到关联度最高的疑似故障位置处。4.根据权利要求3所述的基于声纹识别的变压器故障分析方法，其特征在于，确定与疑似故障位置的关联度包括：确定与无法进行定位的波形的收到位置关联的完成定位的波形的收到位置，无法进行定位的该波形的收到位置位于完成定位的波形的收到位置组成区域内；计算无法进行定位的波形的收到位置与组成区域的边界距离；以及选取边界距离最小的组成区域对应的疑似故障位置作为该无法进行定位的波形的疑似故障位置。5.根据权利要求4所述的基于声纹识别的变压器故障分析方法，其特征在于，计算边界距离包括：确定组成区域的边界数量；计算无法进行定位的波形的收到位置到组成区域的每一个边界的距离，得到多个边界距离值；以及将组成区域的边界累加，得到边...

【专利技术属性】
技术研发人员：吕泽鹏，张雍赟，王志平，尉镔，许鹏，宋宏源，李涛，白跃昌，魏志成，杨东平，武兆亮，杨恺晋，张臻伟，梁灏，胡庆娟，闫丽婷，冯俊杰，
申请(专利权)人：国网山西省电力公司超高压变电分公司，
类型：发明
国别省市：