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典型聲紋特征值計(jì)算原理A.1頻率復(fù)雜度頻率復(fù)雜度描述的是對(duì)隨機(jī)變量不確定性的度量，不確定性越大，頻率復(fù)雜度值就越大，所以會(huì)有結(jié)論：均勻分布是最不確定的分布。一個(gè)離散型隨機(jī)變量的信息熵為，計(jì)算的是對(duì)所有可能發(fā)生的事件產(chǎn)生的復(fù)雜度的期望：（A.1）在本次檢測(cè)中，該參數(shù)用于表示各頻率下諧波比重與其自然對(duì)數(shù)的加權(quán)和，反映的是設(shè)備整體機(jī)械穩(wěn)定性狀態(tài)。A.2小波包能量熵在信息論中，熵被用來衡量一個(gè)隨機(jī)變量出現(xiàn)的期望值。它代表了在被接收之前，信號(hào)傳輸過程中損失的信息量，又被稱為信息熵。小波包能量熵能反映信號(hào)在信號(hào)各尺度能量的分布情況，在多分辨率分析基礎(chǔ)熵構(gòu)成的一種更為精細(xì)的正交分解方法，它在全頻帶內(nèi)對(duì)信號(hào)進(jìn)行多層次的頻帶劃分。對(duì)于電力設(shè)備來說，不同設(shè)備、不同狀態(tài)下小波包能量熵不同，因此可把小波包能量熵作為特征參數(shù)，判別電力設(shè)備的運(yùn)行狀態(tài)。（A.2）A.3各頻率成分能占比該系列特征值主要用于表征各個(gè)頻段下的能量占比情況，以下為0-500Hz、500-1000Hz、1000-10000Hz以及10000-20000Hz能量占比計(jì)算公式，其中表示整個(gè)頻段下的能量。（A.3）

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變壓器設(shè)備聲紋檢測(cè)傳感器布置推薦方式B.1概述用于變壓器設(shè)備聲紋檢測(cè)傳感器理論上應(yīng)分別在目標(biāo)設(shè)備空間特征聲場(chǎng)處，有效排除各種干擾因素對(duì)聲紋結(jié)果的影響。B.2變壓器布置方案非接觸式聲紋傳感器用落地支架支撐，除冷卻器外三面各布置一只（如果變壓器冷卻器兩面都有，選取其中一面布置），用不干膠貼紙對(duì)其黏貼標(biāo)號(hào)為1號(hào)、2號(hào)、3號(hào)等，支架頂端位置統(tǒng)一在變壓器器身高度2/5~3/5處，距變壓器器身1~2米，左右居中布置。采集點(diǎn)分布如圖B.1、B.2所示。圖B.1高壓出線側(cè)或箱體長面圖B.2低壓出線側(cè)或箱體長面

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聲紋圖譜格式示例C.1時(shí)域譜圖變壓器聲紋的時(shí)域譜圖示例如圖C.1所示。時(shí)域譜圖橫坐標(biāo)為時(shí)間，單位為s；時(shí)域譜圖縱坐標(biāo)為聲壓，單位為Pa，或可采用聲壓級(jí)，單位為dB。圖C.1時(shí)域譜圖C.2頻域譜圖變壓器聲紋的頻域譜圖示例如圖C.2所示。頻域譜圖橫坐標(biāo)為頻率，單位為Hz；頻域譜圖縱坐標(biāo)為聲壓，單位為Pa，或可采用聲壓級(jí)，單位為dB。圖C.2頻域譜圖C.3聲色譜圖變壓器聲紋的時(shí)頻域譜圖示例如圖C.3所示。時(shí)頻域譜圖橫坐標(biāo)為時(shí)間，單位為s；時(shí)頻域譜圖縱坐標(biāo)為頻率，單位為Hz；時(shí)頻域譜圖各點(diǎn)顏色為聲壓，單位為Pa，或可采用聲壓級(jí)，單位為dB，應(yīng)在時(shí)頻域圖譜右側(cè)配置聲壓或聲壓級(jí)數(shù)值對(duì)應(yīng)的顏色條。圖C.3聲色譜圖C.4連續(xù)測(cè)量模式譜圖變壓器聲紋的連續(xù)測(cè)量模式譜圖示例如圖C.5所示。連續(xù)測(cè)量模式譜圖橫坐標(biāo)為頻率，單位為Hz；連續(xù)測(cè)量模式譜圖縱坐標(biāo)為幅值，單位為Pa或可采用聲壓級(jí)，單位為dB。圖C.5連續(xù)測(cè)量模式譜圖

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電力設(shè)備聲紋檢測(cè)典型圖譜D1變壓機(jī)械異響聲譜圖某500kV油浸式變壓器加壓至1.1Ur運(yùn)行約30分鐘后出現(xiàn)異響，其異響聲色譜圖如圖D.1所示，后經(jīng)檢查發(fā)現(xiàn)變壓器頂部防雨罩發(fā)生松動(dòng)，更換防雨罩后異響消失。圖D.1變壓器異響的典型聲色譜圖D2變壓器機(jī)械異響典型聲譜圖某10kV干式變壓器存在螺栓松動(dòng)，其機(jī)械異響聲色譜圖如圖D.1所示。圖D.2變壓器機(jī)械松動(dòng)異響的典型聲色譜圖D3變壓器機(jī)械異響典型聲譜圖某220kV油浸式變壓器存在直流偏磁的情況，其機(jī)械異響聲色譜圖如圖D.1所示。圖D.3變壓器機(jī)直流偏磁的典型聲色譜圖

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變壓器故障經(jīng)驗(yàn)判據(jù)在連續(xù)模式下，故障類型判斷依據(jù)見表E.1。表E.1故障類型判斷依據(jù)故障類型判據(jù)表面部件松動(dòng)中高平占比超過80%內(nèi)部部件松動(dòng)頻率復(fù)雜度較低，低頻占比較高，小波能量熵低于0.25直流偏磁存在50Hz的奇數(shù)倍諧波《電力變壓器聲紋檢測(cè)技術(shù)導(dǎo)則》編制說明1制定背景電力變壓器運(yùn)行環(huán)境復(fù)雜、造價(jià)昂貴并且對(duì)電力系統(tǒng)的穩(wěn)定運(yùn)行起到?jīng)Q定性作用，一旦因故障而損壞，波及范圍極廣，可能造成人員傷亡及重大經(jīng)濟(jì)損失。根據(jù)相關(guān)部門的統(tǒng)計(jì)，2000-2015年期間我國發(fā)生事故的變壓器中，70%以上為機(jī)械故障，其中又以在電磁力或機(jī)械力作用下繞組結(jié)構(gòu)發(fā)生如繞組松動(dòng)、翹曲、鼓包和錯(cuò)位等不可恢復(fù)的改變?yōu)橹?，還包括了鐵芯松動(dòng)、存在異物機(jī)械振動(dòng)及異常聲響等情況。針對(duì)于電網(wǎng)設(shè)備狀態(tài)的檢測(cè)技術(shù)水平有限，部分設(shè)備的關(guān)鍵狀態(tài)信息無法及時(shí)獲取，設(shè)備的自檢能力、自診斷能力不足。常規(guī)人工巡檢費(fèi)時(shí)費(fèi)力、降低工作效率，而采用聲紋在線監(jiān)測(cè)技術(shù)能夠及時(shí)對(duì)設(shè)備狀態(tài)進(jìn)行了解，及時(shí)對(duì)變壓器運(yùn)行狀態(tài)進(jìn)行研判，在設(shè)備發(fā)生故障前期解決問題，特制定本標(biāo)準(zhǔn)。本標(biāo)準(zhǔn)所規(guī)定項(xiàng)目，為電力變壓器聲紋檢測(cè)提供方法和規(guī)范。1.1新穎性常見的變壓器設(shè)備狀態(tài)監(jiān)測(cè)與故障診斷方法所采用的狀態(tài)量包括：紅外、紫外、電磁、溫度、振動(dòng)等傳統(tǒng)手段，通常診斷發(fā)現(xiàn)時(shí)設(shè)備缺陷和故障已經(jīng)形成，因此診斷存在滯后性。目前聲紋信息獲取主要依賴人工普測(cè)，參考的標(biāo)準(zhǔn)為GB/T1094.10-2003《電力變壓器第10部分:聲級(jí)測(cè)定》，所得數(shù)據(jù)不具有實(shí)時(shí)性且準(zhǔn)確性難以保證，因此難以運(yùn)用聲振信息特征進(jìn)行設(shè)備故障預(yù)警，不能及時(shí)發(fā)現(xiàn)設(shè)備的安全隱患。鑒于此，非常有必要深入開展變壓器聲紋信息在線監(jiān)測(cè)裝置與狀態(tài)預(yù)警技術(shù)的研究，從而準(zhǔn)確、實(shí)時(shí)采集聲紋信息，實(shí)現(xiàn)在線監(jiān)測(cè)；并通過聲振信息特征識(shí)別與分析，進(jìn)行聲振超標(biāo)與故障預(yù)警等智能化應(yīng)用，提出行之有效的變壓器聲紋信息在線監(jiān)測(cè)裝置與狀態(tài)預(yù)警系統(tǒng)方案，保障變壓器運(yùn)行的穩(wěn)定性，具有較大的新穎性。1.2代表性本標(biāo)準(zhǔn)文件針對(duì)電力變壓器不同運(yùn)行場(chǎng)景下產(chǎn)生的聲紋進(jìn)行評(píng)估，測(cè)量電力變壓器聲紋特征，通過聲紋特征分析變壓器的典型機(jī)械和放電故障，對(duì)電力變壓器安全運(yùn)行進(jìn)行判定，具有代表性。1.3先進(jìn)性本標(biāo)準(zhǔn)首次提出將變壓器聲紋特征作為變壓器運(yùn)行狀態(tài)的物理量，將包含但不限于聲壓級(jí)、主頻、奇偶次諧波比、頻譜復(fù)雜度、高頻能量比重等構(gòu)成綜合評(píng)判指標(biāo)，對(duì)變壓器狀態(tài)進(jìn)行評(píng)價(jià)，通過聲紋特征判定變壓器當(dāng)前的運(yùn)行風(fēng)險(xiǎn)，具有明顯的先進(jìn)性。2任務(wù)來源和主要工作過程任務(wù)來源于2023年國網(wǎng)上海市電力公司金山供電公司科技項(xiàng)目《變壓器設(shè)備聲紋智能感知及在線監(jiān)測(cè)預(yù)警技術(shù)研究》,該項(xiàng)目系統(tǒng)研究了變壓器聲紋檢測(cè)和聲紋信號(hào)處理的問題，并進(jìn)行了大量的試驗(yàn)驗(yàn)證，相關(guān)研究成果能夠有效支撐本標(biāo)準(zhǔn)文件的編制。本標(biāo)準(zhǔn)的制定工作主要包括以下幾個(gè)階段：2.1立項(xiàng)（2024年2月）1.編制項(xiàng)目建議書、標(biāo)準(zhǔn)草案等材料。2.提交立項(xiàng)申請(qǐng)。2.2編制（2024年6月）1.國網(wǎng)上海電力公司、上海電力大學(xué)以及上海電力設(shè)計(jì)院有限公司三家合作，組建標(biāo)準(zhǔn)制定工作領(lǐng)導(dǎo)小組和標(biāo)準(zhǔn)起草組，共同開展制定工作。2.在就制定方向和重點(diǎn)考核指標(biāo)上進(jìn)行有針對(duì)性深入調(diào)研基礎(chǔ)上，結(jié)合相關(guān)信息和資料研究，形成標(biāo)準(zhǔn)的框架、主要內(nèi)容和評(píng)價(jià)體系方法，并進(jìn)行反復(fù)意見征詢及確認(rèn)。2.3標(biāo)準(zhǔn)征求意見（2024年11月）1.標(biāo)準(zhǔn)起草組依照確定的框架、內(nèi)容和方法，進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)起草，標(biāo)準(zhǔn)起草組與業(yè)內(nèi)專家共同研討，修改完善，形成征求意見稿。2.征求意見稿發(fā)送行業(yè)內(nèi)專家同時(shí)掛網(wǎng)廣泛征求意見，在此基礎(chǔ)上形成送審稿。2.4標(biāo)準(zhǔn)送審稿技術(shù)審查會(huì)（2025年2月）1.組織專家召開標(biāo)準(zhǔn)送審稿技術(shù)審查會(huì)。2.會(huì)后根據(jù)專家意見進(jìn)一步修改完善標(biāo)準(zhǔn)，形成報(bào)批稿。3標(biāo)準(zhǔn)編制原則本標(biāo)準(zhǔn)按照GB/T1.1-2020《標(biāo)準(zhǔn)化工作導(dǎo)則第1部分:標(biāo)準(zhǔn)化文件的結(jié)構(gòu)和起草規(guī)則》給出的規(guī)則起草。編制過程中參考了大量的電力方面各類標(biāo)準(zhǔn)，如GB/T7354-2018、GB/T20441.4—2006、GB26860、DL/T1250-2023等，力求標(biāo)準(zhǔn)中的通用要素具有普適性、技術(shù)要素達(dá)到先進(jìn)性。4標(biāo)準(zhǔn)主要條款說明本標(biāo)準(zhǔn)共有九個(gè)章節(jié)，其主要章節(jié)內(nèi)容如下：4.1范圍本文件規(guī)定了電力變壓器聲紋檢測(cè)技術(shù)現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)用的術(shù)語和定義、檢測(cè)原理、檢測(cè)儀器、檢測(cè)要求、檢測(cè)數(shù)據(jù)處理和異常識(shí)別。本文件適用于采用聲紋檢測(cè)技術(shù)對(duì)電力變壓器設(shè)備運(yùn)行時(shí)產(chǎn)生的噪聲、機(jī)械異響、放電聲信號(hào)或其他聲音進(jìn)行的設(shè)備檢測(cè)。4.2規(guī)范性引用文件本標(biāo)準(zhǔn)在遵循既有法規(guī)與標(biāo)準(zhǔn)的基礎(chǔ)上編制而成。該部分條款列出了本標(biāo)準(zhǔn)引用的相關(guān)國家標(biāo)準(zhǔn)及行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)，這些標(biāo)準(zhǔn)與規(guī)范文件通過本標(biāo)準(zhǔn)的引用而適用于本標(biāo)準(zhǔn)。4.3術(shù)語和定義本章規(guī)定了標(biāo)準(zhǔn)涉及的術(shù)語及其定義。4.4檢測(cè)原理本章描述了聲紋檢測(cè)的原理。4.5檢測(cè)儀器本章規(guī)定了聲紋檢測(cè)系統(tǒng)的儀器要求、儀器構(gòu)成。4.6檢測(cè)要求本章規(guī)定了變壓器聲紋檢測(cè)現(xiàn)場(chǎng)測(cè)試要求。4.7檢測(cè)數(shù)據(jù)處理和異常識(shí)別本章規(guī)定了變壓器聲紋測(cè)試數(shù)據(jù)的處理和判別方法。4.8檢測(cè)記錄要求本章規(guī)定了變壓器聲紋測(cè)試需要記錄的內(nèi)容。4.9附錄部分附錄A規(guī)定了典型聲紋特征值計(jì)算原理。附錄B規(guī)定了變壓器設(shè)備聲紋檢測(cè)傳感器布置推薦方式。附錄C提供了聲紋圖譜格式示例，供參考。附錄D提供了電力設(shè)備聲紋檢測(cè)典型圖譜，供參考。附錄E提供了變壓器故障經(jīng)驗(yàn)判據(jù)，供參考。5標(biāo)準(zhǔn)中涉及專利的情況本標(biāo)準(zhǔn)不涉及專利。6采用國際標(biāo)準(zhǔn)和國外先進(jìn)標(biāo)準(zhǔn)情況經(jīng)查詢，目前無類似標(biāo)準(zhǔn)。