基于声音识别的变压器偏磁无线智能报警装置 CNR218-008

项目背景

本文针对电力生产中的实际痛点，研发了声音识别的变压器偏磁无线智能报警装置，有效提高了作业效率与安全水平。直流偏磁是变压器运行中的一类特殊异常工况，当直流输电单极大地回路或地磁暴在中性点入地电流作用下，变压器励磁电流会出现严重畸变，伴随明显的异常声响。异常声音是偏磁发生的直观信号，但长期以来，变压器偏磁的发现高度依赖值班员人工巡视与经验听辨，既受人员到位率影响，也难以对声音变化进行量化判定。一旦偏磁未被及时发现，持续的谐波与振动可能损伤变压器本体，进而引发更严重的设备与系统故障。针对这一监测盲区，提出以声音识别技术实现变压器偏磁的无线智能报警。

存在问题

一是发现滞后。人工听辨依赖定期巡检，偏磁往往在非巡视时段发生，错过最佳干预窗口。二是难以量化。声音异常靠主观感受判断，缺少阈值化的客观标准，不同人员结论不一。三是安装受限。传统在线监测常需靠近或改造变压器本体，施工与维护会影响设备正常运行。四是布线成本高。有线报警方案需敷设通信电缆，在已投运站址改造中阻力大、周期长。

创新目标

研发团队确立了声音感知、阈值报警、无线上送的目标：设计一种基于声音识别的变压器偏磁无线智能报警装置，持续采集变压器运行声音，当偏磁导致声音超过预设阈值时立即触发报警，并通过无线方式将信息发送至值班员终端，实现从人工巡检到自动预警的跨越，且整套装置不需直接安装于变压器本体。

技术方案

装置由声音采集模块、S7-200PLC与TC35模块集成于一个箱体中构成。声音采集模块布置于变压器附近，负责捕捉运行声响信号，一旦识别到偏磁特征引起的异常声音，即触发S7-200PLC的输入点，启动报警流程。PLC通过PC/PPI电缆与TC35模块通信，由TC35模块将报警信息以短信形式发送到值班员手机，实现快速响应。整套方案采用无线设计，不需在变压器本体上开孔或接线，安装与维护均不干扰变压器正常运行，也省去了长距离通信电缆敷设。

创新亮点

其一，声音识别预警。以声学特征作为偏磁判据，把主观听辨转为客观阈值触发，发现节点显著前移。其二，无线免本体安装。装置独立于变压器本体布置，规避了改造施工对运行设备的影响。其三，短信即时触达。报警经TC35以短信上送，值班员可第一时间获知，响应链路短。其四，降本增效。无线架构省去布线成本，维护便捷，适合在已投运站点规模加装。

落地应用效果

该创新成果已在实际生产场景中投入应用，经过一段时间的运行验证，取得了良好的效果。项目实施后，相关作业效率和安全水平得到明显提高，为企业带来了显著的经济效益和社会效益。

在推广应用方面，该成果具有较强的通用性和可复制性，可在同类型作业场景中广泛推广。后续将根据实际应用反馈持续改进完备，进一步提高成果的实用性和适应性。

应用效果

该无线智能报警装置自安装以来，已成功发现并报警直流偏磁事件多次，有效避免了因偏磁未被及时发现而导致的变压器故障。现场应用表明，声音识别机制能够稳定捕捉偏磁异常，短信报警让值班员在事件发生初期即介入处置，将风险遏制在萌芽阶段。其免本体安装与无线传输的特性，使改造施工对变压器运行零干扰，也控制了建设与维护成本。作为一项面向变压器偏磁监测的实用创新，该装置在提高设备运维主动性、降低系统停电风险方面展现出明确价值，具备在枢纽变电站推广的条件。将持续改进其声音识别模型与告警策略。

常见问题

Q：该创新成果的适用场景有哪些？

A：本成果适用于电力系统各类相关作业场景，包括但不限于变电站运维、输电线路检修、配电作业等。具体应用时可根据现场实际情况进行调整。

Q：与传统方案相比，主要优势是什么？

A：主要优势体现在作业效率提升、安全风险降低、操作便捷性增强等方面。经过实际应用验证，综合效益显著。

Q：后续是否有升级计划？

A：将根据现场应用反馈持续改进改进，进一步提升性能和适用性，拓展更多应用场景。

数据来源：项目验收报告及现场应用统计，单位信息已脱敏处理。