人工智能作為新一輪科技革命和產(chǎn)業(yè)變革的重要驅(qū)動力量，正在構(gòu)建數(shù)據(jù)驅(qū)動、人機(jī)協(xié)同、跨界融合、共創(chuàng)分享的智能經(jīng)濟(jì)形態(tài)。加快發(fā)展新一代人工智能，是事關(guān)我國能否抓住新一輪科技革命和產(chǎn)業(yè)變革機(jī)遇的戰(zhàn)略問題。

變壓器結(jié)構(gòu)復(fù)雜，如果鐵心、繞組等部件發(fā)生結(jié)構(gòu)上的變化，將會引起許多特征量發(fā)生變化，其中振動信號和聲紋信號包含了變壓器機(jī)械結(jié)構(gòu)豐富的狀態(tài)信息，且可實現(xiàn)帶電檢測。振動信號衰減小、信息量豐富，可通過加速度傳感器測量，但由于變壓器體積龐大，測量變壓器完整的振動信號需要大量的振動加速度傳感器，另外變壓器帶電部位（如套管）不易布置傳感器，因此加速度傳感器只能測量局部的振動信號。

聲紋信號可通過傳聲器陣列遠(yuǎn)距離測量，可獲得變壓器整體的聲紋分布數(shù)據(jù)，但是聲紋通過空氣傳播到傳聲器陣列，存在一定程度的衰減，且易受環(huán)境噪音的干擾，與振動信號相比信息完整性較低。

聲紋技術(shù)的檢測原理

當(dāng)設(shè)備發(fā)生缺陷或故障后，內(nèi)部組件或結(jié)構(gòu)發(fā)生機(jī)械形變，會使其聲學(xué)指紋（以下簡稱聲紋）改變，可以作為診斷缺陷及故障的重要特征參量，聲學(xué)指紋感知方法與電氣設(shè)備沒有任何電氣連接，在安全的監(jiān)測設(shè)備狀態(tài)的同時，又能解決紅外、紫外等遠(yuǎn)距離成像手段檢測特征有限與檢測縱深不足的問題。

基于變壓器振動及聲紋可視化技術(shù)的機(jī)械故障診斷裝置，充分發(fā)揮振動信號和聲紋信號優(yōu)勢，通過傳聲器陣列獲取變壓器聲紋信號整體分布情況，再通過加速度傳感器精確測量局部振動信號，從而獲得完整的振聲信號。通過建立變壓器運行振型模型（Operating Deflection Shapes，ODS），實現(xiàn)振動信號可視化。

借助波束形成算法，實現(xiàn)變壓器聲紋成像，并精確定位振動異響源。在變壓器短路沖擊試驗故障“累積效應(yīng)”時頻全鏈條聲振圖譜庫的基礎(chǔ)上，深入挖掘振聲信號多維度故障特征量，提出了基于振動及聲紋可視化圖譜模式識別技術(shù)的變壓器機(jī)械結(jié)構(gòu)失效智能診斷方法，實現(xiàn)了變壓器機(jī)械故障準(zhǔn)確定位及量化評估，提升了變壓器狀態(tài)感知與智能診斷的水平，突破了變壓器機(jī)械故障帶電診斷及故障定位的技術(shù)瓶頸。

實現(xiàn)以下功能：傳感器與變壓器無電氣連接，實現(xiàn)信號帶電檢測。

傳感器與變壓器無電氣連接，變壓器無需停電，變壓器內(nèi)部結(jié)構(gòu)不因測試發(fā)生改變， 不影響其正常運行。傳聲器陣列可無接觸、遠(yuǎn)距離檢測變壓器整體聲紋信號，加速度傳感器通過永磁體吸附在變壓器表面檢測局部振動信號。且傳感器抗干擾能力強(qiáng)，不受電磁干擾。傳感器體積小，便于攜帶，在變電站內(nèi)操作簡便。振動及聲紋成像可視化，實現(xiàn)振動異響源定位。通過建立變壓器運行變形振型模型實現(xiàn)變壓器振動可視化，借助波束形成技術(shù)可實現(xiàn)變壓器聲紋成像，實現(xiàn)變壓器振動異響源定位，便于查找故障原因。

挖掘多維度故障特征量，實現(xiàn)故障類型智能診斷挖掘振動信號和聲紋信號多維度故障特征量，提出了基于振動及聲紋成像可視化圖譜模式識別技術(shù)的變壓器機(jī)械結(jié)構(gòu)失效智能診斷方法，攻克了變壓器機(jī)械故障無法準(zhǔn)確定位及量化評估的行業(yè)難題，提升了變壓器狀態(tài)感知與智能診斷的水平，突破了變壓器機(jī)械故障帶電診斷及故障定位的技術(shù)瓶頸。應(yīng)用目標(biāo)和原則適用于各電壓等級變壓器機(jī)械故障診斷。另外，對于其他變電設(shè)備（如斷路器、隔離開關(guān)、互感器等）也具有適用性。 柯林電氣：KLJC-18變壓器聲紋振動監(jiān)測與故障診斷系統(tǒng)

傳感器緊貼變壓器

國網(wǎng)智芯公司智聲診斷儀”針對變壓器發(fā)生故障可能造成的區(qū)域性停電、影響電網(wǎng)安全健康運行的重大問題，推出了基于“獵鷹”人工智能芯片、聲紋分析技術(shù)研發(fā)的故障診斷儀（簡稱“智聲診斷儀”）。

該診斷儀是變電站重資產(chǎn)設(shè)備變壓器故障診斷“預(yù)言家”，它可以“望聞問切”，采集變壓器可能發(fā)生的各種異常故障的影像和聲音，超前診斷微小故障，并通過人工智能技術(shù)進(jìn)行分析預(yù)警，超前制定防范措施，為智慧變電站安全、可靠運行提供技術(shù)保障。

主要有如下四大技術(shù)優(yōu)勢：望，搭配高清攝像終端--實時采集監(jiān)測異常顯現(xiàn)故障影像，助力變壓器故障遠(yuǎn)程指揮、可視化處理；聞，引入聲紋識別技術(shù)--采用聲紋識別算法，無差別地采集、提取5米范圍內(nèi)的監(jiān)管變壓器常態(tài)或異常情況下聲音強(qiáng)弱變化、聲源定位、去混響、聲音信號分離等，保證原始聲音的準(zhǔn)確性，形成故障識別聲紋圖像。

問，搭載人工智能產(chǎn)品--針對變壓器常見故障問題，建立多種可自主學(xué)習(xí)更新的診斷算法和預(yù)測模型，通過常態(tài)狀態(tài)與異常情況對比，實現(xiàn)智能變電站變壓器對電壓波動、緊固部件松動、微振、軸承裂紋等9類常見故障的超前診斷和預(yù)警維護(hù)；

切，形成問題解決方案--可應(yīng)用于-40℃～55℃的溫度環(huán)境，具有對變壓器設(shè)備管理、實時監(jiān)測、故障診斷等重要功能，并提前分析診斷潛在問題，實時向電力運行故障預(yù)警分析系統(tǒng)傳遞預(yù)警信息，超前制定干預(yù)變壓器故障的“藥方”，形成變壓器運行狀態(tài)的監(jiān)測和預(yù)警解決方案，為全面降低變壓器故障率提供技術(shù)保障。

國內(nèi)省市縣各種等級的變電站眾多，智能化替代和無人值守是智能變電站發(fā)展的大趨勢。智芯公司依托電力和工控領(lǐng)域的技術(shù)優(yōu)勢，將推動智聲診斷儀在各等級變電站進(jìn)行試點推廣和深化應(yīng)用，為智能變電站管理提供可視化、無人化、智能化的運維解決方案，為智慧電網(wǎng)建設(shè)貢獻(xiàn)力量。

未知的一家公司作法開發(fā)現(xiàn)場采集裝置，收集電力變壓器聲紋大數(shù)據(jù)庫，形成國網(wǎng)系統(tǒng)內(nèi)獨一無二的聲紋樣本云平臺，融合深度學(xué)習(xí)、泛在聚合等多種算法，建立電力變壓器聲學(xué)指紋庫和在線診斷平臺。

政策性： 國網(wǎng)人工智能規(guī)劃提出開展人工智能聲紋識別技術(shù)在變電站主設(shè)備運行工況檢測中的應(yīng)用。南方電網(wǎng)將此技術(shù)納入2021年新技術(shù)目錄。

編輯：jq