應(yīng)用聲波信號對電力變壓器實時監(jiān)測是一種新的識別方法。分析聲波信號與各電力設(shè)備運行狀態(tài)之間的關(guān)系，對電力變壓器實時監(jiān)測系統(tǒng)的整體方案至關(guān)重要。

1.電力設(shè)備發(fā)出聲波信號與其運行狀態(tài)的關(guān)系

通過長期的經(jīng)驗總結(jié)與數(shù)據(jù)積累，公司研究人員發(fā)現(xiàn)變電站電力設(shè)備的聲波頻率與不同故障之間存在著對應(yīng)關(guān)系。例如：

1.1變壓器在正常和非正常運行時，其聲波信號的表現(xiàn)形式及其原因主要是：

●正常運行時，由于交流電通過變壓器線圈，在鐵芯里產(chǎn)生周期性的交變磁通，就引起鐵芯的振動而發(fā)生均勻的“嗡嗡”聲。

●過負(fù)荷時，由于變壓器線圈電流較大，使鐵芯磁通密度增加，引起鐵芯硅鋼片的振動力增強，從而發(fā)出比平時運行略響且略重的“嗡嗡”聲。

●大動力設(shè)備起動時，由于負(fù)荷變化較大且因高次諧波作用，變壓器內(nèi)瞬間發(fā)出“哇哇”聲。

●系統(tǒng)短路時，由于變壓器通過大量的非周期電流，使磁通密度過分增大，鐵芯嚴(yán)重飽和，變壓器發(fā)出很大的噪聲。

●內(nèi)部接觸不良或有擊穿處時，變壓器發(fā)出“吱吱”或“噼啪”的放電聲，在變壓器內(nèi)部嚴(yán)重放電時產(chǎn)生氣體使瓦斯保護動作。

●由于鐵磁諧振，變壓器內(nèi)部發(fā)出“嗡嗡”聲和尖細的“哼哼”聲，這聲音隨電壓和頻率的升高而變尖細，隨電壓和頻率的降低而變粗。

●變壓器套管表面的污穢及大霧、下雨、陰天時，會造成電暈放電而發(fā)出“吱吱”聲。

1.2電壓互感器在正常運行時應(yīng)是均勻輕微“嗡嗡”聲，異常時則有下列情況：

●線路發(fā)生單相接地時，因未接地兩相電壓升高及零序電壓產(chǎn)生，使鐵芯飽和而發(fā)出較大噪聲，主要是沉重而高昂的“嗡嗡”聲。

●鐵磁諧振發(fā)出較高的“嗡嗡”聲或“哼哼”聲，這聲音隨電壓和頻率的變化而變化，工頻振蕩時，三相電壓上升很高，使鐵芯嚴(yán)重飽和發(fā)出很響且嚴(yán)重的“嗡嗡”聲。

1.3電流互感器發(fā)出聲波的主要原因是二次回路開路，二次線圈產(chǎn)生很高的電勢，同時，原線圈磁化力使鐵芯磁通密度過度增大，鐵芯嚴(yán)重飽和，可能造成過熱而燒壞，因磁通密度的增加和磁通的非正弦性使硅鋼片振蕩力加強，從而發(fā)出較大的噪聲。

1.4油斷路器在正常運行時，斷路器不發(fā)出任何聲響，只有在斷路器跳、合閘時才發(fā)出響聲。

●斷路器內(nèi)部接觸不良時，有微弱的電暈放電“吱吱”聲，伴隨油的發(fā)熱，但無信號發(fā)出。

●套管表面污穢或下雨、雪、大霧和陰天時，套管表面有電暈放電的“吱吱”聲。

由上可見，不同的電力設(shè)備其運行時發(fā)出的聲波信號是不同的。同一種電力設(shè)備在正常與非正常狀態(tài)下，所發(fā)出的聲波信號也有很大差異。人耳聽到的聲音的不同關(guān)鍵就在于聲音的強弱和頻率不同。但是基于人的感官經(jīng)驗對電力設(shè)備的運行狀態(tài)分析，還僅僅是定性的，未能達到定量分析，工作人員也不可能長時間對某一電力設(shè)備的聲波信號監(jiān)聽。

聲波的頻率范圍很廣，為104~1014Hz。而人耳所能夠聽到的聲音大約為20KHz頻段的聲波。主要研究的就是電力設(shè)備發(fā)出的這一頻段內(nèi)聲波信號。當(dāng)前對聲波的研究應(yīng)用發(fā)展出了多個不同的應(yīng)用技術(shù)，主要包括：水聲技術(shù)，噪聲控制技術(shù)、電聲技術(shù)，語音技術(shù)，超聲技術(shù)及次聲波的應(yīng)用等。在這些技術(shù)中，語音技術(shù)的應(yīng)用目的在于讓“機器”能夠聽懂人的語言即語音識別技術(shù)，其分析方法相對比較成熱，變壓器聲紋監(jiān)測系統(tǒng)主要就是利用語音識別技術(shù)來處理變壓器的狀態(tài)監(jiān)測問題。對電力設(shè)備的聲波信號時實采集，將特定電力設(shè)備聲波的關(guān)鍵信息提取出來，以此為判據(jù)來判斷此電力設(shè)備是否工作正常。