变电站设备故障自愈系统.pdf

《变电站设备故障自愈系统.pdf》由会员分享，可在线阅读，更多相关《变电站设备故障自愈系统.pdf（19页完成版）》请在专利查询网上搜索。

1、(19)中华人民共和国国家知识产权局 (12)发明专利申请 (10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请号 201911410299.7 (22)申请日 2019.12.31 (71)申请人 福建睿思特科技股份有限公司 地址 350003 福建省福州市鼓楼区软件大 道89号福州软件园B区4号楼 (72)发明人 廖兴旺 (74)专利代理机构 北京轻创知识产权代理有限 公司 11212 代理人 王欢 (51)Int.Cl. G01R 31/00(2006.01) G01H 17/00(2006.01) (54)发明名称 一种变电站设备故障自愈系统 (57)摘要 本发明公开一种变电站设备故障。

2、自愈系统， 涉及电力系统领域， 包括： 声音检测模块， 采集变 电站内的噪声； 突变噪声识别模块， 识别突变噪 声； 突变发生时刻获取模块， 获取各个噪声检测 单元各自采集到突变噪声的时刻值Ti； 故障设备 位置求解模块根据时刻值Ti、 声波传播速度以及 各个噪声检测单元的坐标， 确定与突变噪声相匹 配的故障设备的故障位置； 故障设备确定模块根 据故障位置， 在待选设备中选择与故障位置相匹 配的第一设备为故障设备； 故障自愈执行模块， 响应于第一设备被识别为故障设备， 针对故障设 备执行第一操作指令。 本发明能够通过对变电站 的噪声分析， 判断异常噪声， 实现对故障设备的 判断识别， 降低变电。

3、站自动化设备的维护成本。 权利要求书3页 说明书12页 附图3页 CN 111190063 A 2020.05.22 CN 111190063 A 1.一种变电站设备故障自愈系统， 其特征在于， 所述系统包括： 设置于变电站内的电气设备之间的声音检测模块； 所述声音检测模块， 用于采集所述 变电站内的噪声并实时记录噪声波形； 所述声音检测模块包括： 以菱形排列且水平排列的 第一噪声检测单元、 第二噪声检测单元、 第三噪声检测单元、 第四噪声检测单元； 所述第一 噪声检测单元、 所述第二噪声检测单元、 所述第三噪声检测单元、 所述第四噪声检测单元在 二维坐标系上的坐标分别为： A(a,0)、 B。

4、(0,b)、 C(-a,0)、 D(0,-b)， 所述二维坐标系与水平面 平行； 所述a0， 所述b0； 突变噪声识别模块， 用于根据所述噪声波形， 获取所述噪声波形的噪声频谱， 响应于所 述噪声频谱中检测到新的第一谐波分量或所述噪声频谱中的第二谐波分量的幅值变更大 于预设比例系数， 识别所述声音检测模块检测到突变噪声； 突变发生时刻获取模块， 用于响应于所述声音检测模块采集到所述突变噪声， 根据各 个所述噪声波形， 获取所述第一噪声检测单元、 所述第二噪声检测单元、 所述第三噪声检测 单元、 所述第四噪声检测单元各自采集到所述突变噪声的时刻值Ti； 故障设备位置求解模块， 用于根据所述时刻值。

5、Ti、 声波传播速度v以及所述第一噪声检 测单元、 所述第二噪声检测单元、 所述第三噪声检测单元、 所述第四噪声检测单元的坐标A (a,0)、 B(0,b)、 C(-a,0)、 D(0,-b)， 确定与所述突变噪声相匹配的故障设备的故障位置E(x, y)； 其中， 1i4， i为正整数； 所述故障位置E(x,y)满足： 其 中， 所述所述所述 故障设备确定模块， 用于根据所述故障位置E(x,y)， 在待选设备中选择与所述故障位 置E(x,y)相匹配的第一设备为故障设备； 故障自愈执行模块， 用于响应于所述第一设备被识别为所述故障设备， 针对所述故障 设备执行第一操作指令。 2.如权利要求1所述。

6、的一种变电站设备故障自愈系统， 其特征在于， 所述突变发生时刻 获取模块， 还包括： 第一时刻获取单元， 用于响应于所述声音检测模块中的所述第一噪声检测单元检测到 所述突变噪声， 记录所述突变噪声在所述第一噪声检测单元所检测的第一噪声波形上的第 一突变时刻值T1； 第二时刻获取单元， 用于在所述第二噪声检测单元所检测的第二噪声波形上的第二时 权利要求书 1/3 页 2 CN 111190063 A 2 间区间内检索所述突变噪声， 确定所述突变噪声 在所述第二噪声检测单元所检测的所述第二噪声波形上的第二突变时刻值T2； 第三时刻获取单元， 用于在所述第三噪声检测单元所检测的第三噪声波形上的第三时。

7、 间区间内检索所述突变噪声， 确定所述突变噪声在所述第三噪声 检测单元所检测的所述第三噪声波形上的第三突变时刻值T3； 第四时刻获取单元， 用于在所述第四噪声检测单元所检测的第四噪声波形上的第四时 间区间内检索所述突变噪声， 确定所述突变噪声 在所述第四噪声检测单元所检测的所述第四噪声波形上的第四突变时刻值T4。 3.如权利要求1所述的一种变电站设备故障自愈系统， 其特征在于， 所述突变噪声识别 模块， 还包括： 第二谐波分量突变识别模组； 所述第二谐波分量突变识别模组， 包括： 第一幅值获取单元， 用于获取所述噪声频谱的所述第二谐波分量在第一时刻之前的第 一幅值F1st； 第二幅值获取单元，。

8、 用于获取所述噪声频谱的所述第二谐波分量在第一时刻之后的第 二幅值F2nd； 第二谐波分量突变识别单元， 用于响应于所述第一幅值F1st与所述第二幅值F2nd比值大 于预设比例系数或所述第一幅值F1st与所述第二幅值F2nd比值大于所述预设比例系数的 倒数1/， 识别所述声音检测模块检测到所述突变噪声； 所述预设比例系数1。 4.如权利要求1所述的一种变电站设备故障自愈系统， 其特征在于， 所述故障自愈执行 模块， 包括： 自愈重启单元， 用于响应于所述第一设备被识别为所述故障设备， 针对所述故障设备 执行第一操作指令。 5.如权利要求1所述的一种变电站设备故障自愈系统， 其特征在于， 所述故。

9、障自愈执行 模块， 还包括： 预设故障获取单元， 用于获取预设的故障谐波分量与故障信息匹配关系； 预设故障执行单元， 用于根据所述匹配关系以及所述第一谐波分量， 执行与所述故障 信息相适配的故障自愈执行指令； 所述故障自愈执行指令包括： 重启所述故障设备、 降低所 述故障设备的运行功率、 开启所述故障设备的降温系统、 关闭所述故障设备。 6.如权利要求1所述的一种变电站设备故障自愈系统， 其特征在于， 所述声音检测模块 设置于相邻近的至少三个待选设备之间的中心位置。 7.如权利要求1所述的一种变电站设备故障自愈系统， 其特征在于， 所述第一噪声检测 单元与所述第三噪声检测单元之间的距离为0.2。

10、m-3.4m； 所述第二噪声检测单元与所述第 权利要求书 2/3 页 3 CN 111190063 A 3 四噪声检测单元之间的距离为0.2m-3.4m。 8.如权利要求1所述的一种变电站设备故障自愈系统， 其特征在于， 所述声音检测模块 包括以正方形分布排列的所述第一噪声检测单元、 所述第二噪声检测单元、 所述第三噪声 检测单元、 所述第四噪声检测单元； 所述第一噪声检测单元与所述第三噪声检测单元之间 的距离等于所述第二噪声检测单元与所述第四噪声检测单元之间的距离。 权利要求书 3/3 页 4 CN 111190063 A 4 一种变电站设备故障自愈系统 技术领域 0001 本发明涉及变电站。

11、领域， 特别涉及一种变电站设备故障自愈系统。 背景技术 0002 随着信息技术的发展， 越来越多的行业采用无人值守的方式运作相关设备或相关 业务， 并且， 在变电站领域也采用了相关的无人值守技术对变电站的运行状况进行监测和 控制操作。 0003 在现有技术中， 无人值守的变电站设备一般是通过变电站设备内的故障传感器进 行识别并报警， 一方面而言， 采用该技术手段需要较多的传感器硬件成本， 另一方面， 对于 各式各样的传感器并不能完全对设备的故障行为进行监控， 且传感器之间的故障判断并不 兼容， 不能很好地掌控整个变电站的设备运行状态。 发明内容 0004 有鉴于现有技术的缺陷， 本发明所要解决。

12、的技术问题是提供一种变电站设备故障 自愈系统， 旨在提供一种新的变电站设备故障判断自愈技术方案， 在该技术方案中， 通过采 集变电站内的声音信息， 检测突变噪声， 根据四个不同位置的噪声检测单元分别检测到突 变噪声的时间差， 来确定突变噪声所来源的位置， 以便在待选设备中选择出故障设备； 本发 明旨在通过对变电站的噪声分析， 判断异常噪声， 实现对故障设备的判断识别， 并进一步对 故障设备进行自愈操作， 降低变电站自动化设备的维护成本， 并且整个变电站故障的判断 参数实现了统一化。 0005 为实现上述目的， 本发明提供一种变电站设备故障自愈系统， 所述系统包括： 0006 设置于变电站内的电。

13、气设备之间的声音检测模块； 所述声音检测模块， 用于采集 所述变电站内的噪声并实时记录噪声波形； 所述声音检测模块包括： 以菱形排列且水平排 列的第一噪声检测单元、 第二噪声检测单元、 第三噪声检测单元、 第四噪声检测单元； 所述 第一噪声检测单元、 所述第二噪声检测单元、 所述第三噪声检测单元、 所述第四噪声检测单 元在二维坐标系上的坐标分别为： A(a,0)、 B(0,b)、 C(-a,0)、 D(0,-b)， 所述二维坐标系与水 平面平行； 所述a0， 所述b0； 0007 突变噪声识别模块， 用于根据所述噪声波形， 获取所述噪声波形的噪声频谱， 响应 于所述噪声频谱中检测到新的第一谐波。

14、分量或所述噪声频谱中的第二谐波分量的幅值变 更大于预设比例系数， 识别所述声音检测模块检测到突变噪声； 0008 突变发生时刻获取模块， 用于响应于所述声音检测模块采集到所述突变噪声， 根 据各个所述噪声波形， 获取所述第一噪声检测单元、 所述第二噪声检测单元、 所述第三噪声 检测单元、 所述第四噪声检测单元各自采集到所述突变噪声的时刻值Ti； 0009 故障设备位置求解模块， 用于根据所述时刻值Ti、 声波传播速度v以及所述第一噪 声检测单元、 所述第二噪声检测单元、 所述第三噪声检测单元、 所述第四噪声检测单元的坐 标A(a,0)、 B(0,b)、 C(-a,0)、 D(0,-b)， 确定。

15、与所述突变噪声相匹配的故障设备的故障位置E 说明书 1/12 页 5 CN 111190063 A 5 (x,y)； 其中， 1i4， i为正整数； 所述故障位置E(x,y)满足： 0010 其中， 所述所述所述 0011 故障设备确定模块， 用于根据所述故障位置E(x,y)， 在待选设备中选择与所述故 障位置E(x,y)相匹配的第一设备为故障设备； 0012 故障自愈执行模块， 用于响应于所述第一设备被识别为所述故障设备， 针对所述 故障设备执行第一操作指令。 0013 在该技术方案中， 变电站相对空旷， 设备内间隙以及设备与设备之间间隙， 能够较 好的传播变电站设备噪音； 在该技术方案中，。

16、 通过采集变电站内的声音信息， 当检测到声音 信息中包含有新的突变噪声时， 根据四个第一噪声检测单元、 第二噪声检测单元、 第三噪声 检测单元、 第四噪声检测单元分别检测到突变噪声的时间差， 并根据公式来判断突变噪声 所来源的位置E(x,y)， 以便在待选设备中选择出故障设备； 该技术方案能够通过对变电站 的噪声分析， 判断异常噪声， 实现对故障设备的判断识别， 降低变电站自动化设备的维护成 本， 并且整个变电站故障的判断参数实现了统一化。 0014 在一具体实施方式中， 所述突变发生时刻获取模块， 还包括： 0015 第一时刻获取单元， 用于响应于所述声音检测模块中的所述第一噪声检测单元检 。

17、测到所述突变噪声， 记录所述突变噪声在所述第一噪声检测单元所检测的第一噪声波形上 的第一突变时刻值T1； 0016 第二时刻获取单元， 用于在所述第二噪声检测单元所检测的第二噪声波形上的第 二时间区间内检索所述突变噪声， 确定所述突变噪 声在所述第二噪声检测单元所检测的所述第二噪声波形上的第二突变时刻值T2； 0017 第三时刻获取单元， 用于在所述第三噪声检测单元所检测的第三噪声波形上的第 三时间区间内检索所述突变噪声， 确定所述突变噪声在所述第三 噪声检测单元所检测的所述第三噪声波形上的第三突变时刻值T3； 0018 第四时刻获取单元， 用于在所述第四噪声检测单元所检测的第四噪声波形上的第。

18、 说明书 2/12 页 6 CN 111190063 A 6 四时间区间内检索所述突变噪声， 确定所述突变噪 声在所述第四噪声检测单元所检测的所述第四噪声波形上的第四突变时刻值T4。 0019 在该技术方案中， 在获得第一突变时刻值T1之后， 根据第一噪声检测单元与其它 噪声检测单元的距离关系， 限定其它噪声检测单元的噪声突变搜索区间， 有效提高了突变 时刻值的获得速度Ti。 0020 在一具体实施方式中， 所述突变噪声识别模块， 还包括： 第二谐波分量突变识别模 组； 0021 所述第二谐波分量突变识别模组， 包括： 0022 第一幅值获取单元， 用于获取所述噪声频谱的所述第二谐波分量在第一。

19、时刻之前 的第一幅值F1st； 0023 第二幅值获取单元， 用于获取所述噪声频谱的所述第二谐波分量在第一时刻之后 的第二幅值F2nd； 0024 第二谐波分量突变识别单元， 用于响应于所述第一幅值F1st与所述第二幅值F2nd比 值大于预设比例系数或所述第一幅值F1st与所述第二幅值F2nd比值大于所述预设比例系 数的倒数1/， 识别所述声音检测模块检测到所述突变噪声； 所述预设比例系数1。 0025 在该技术方案中， 通过比较第一时刻之前的谐波分量大小关系， 当谐波分量大小 关系差距较大时， 判断发生了突变噪声。 0026 在一具体实施方式中， 所述故障自愈执行模块， 包括： 0027 自。

20、愈重启单元， 用于响应于所述第一设备被识别为所述故障设备， 针对所述故障 设备执行第一操作指令。 0028 在一具体实施方式中， 所述故障自愈执行模块， 还包括： 0029 预设故障获取单元， 用于获取预设的故障谐波分量与故障信息匹配关系； 0030 预设故障执行单元， 用于根据所述匹配关系以及所述第一谐波分量， 执行与所述 故障信息相适配的故障自愈执行指令； 所述故障自愈执行指令包括： 重启所述故障设备、 降 低所述故障设备的运行功率、 开启所述故障设备的降温系统、 关闭所述故障设备。 0031 在该技术方案中， 通过设置预设的故障谐波分量， 以便当相应的故障谐波分量发 生时， 执行相应的故。

21、障自愈指令。 0032 在一具体实施方式中， 所述声音检测模块设置于相邻近的至少三个待选设备之间 的中心位置。 0033 在一具体实施方式中， 所述第一噪声检测单元与所述第三噪声检测单元之间的距 离为0.2m-3.4m； 所述第二噪声检测单元与所述第四噪声检测单元之间的距离为0.2m- 3.4m。 0034 在一具体实施方式中， 所述声音检测模块包括以正方形分布排列的所述第一噪声 检测单元、 所述第二噪声检测单元、 所述第三噪声检测单元、 所述第四噪声检测单元； 所述 第一噪声检测单元与所述第三噪声检测单元之间的距离等于所述第二噪声检测单元与所 述第四噪声检测单元之间的距离。 0035 本发明。

22、的有益效果是： 在本发明中， 由于变电站相对空旷， 设备内间隙以及设备与 说明书 3/12 页 7 CN 111190063 A 7 设备之间间隙， 能够较好的传播变电站设备噪音， 本发明通过采集变电站内的声音信息， 当 检测到声音信息中包含有新的突变噪声时， 根据四个第一噪声检测单元、 第二噪声检测单 元、 第三噪声检测单元、 第四噪声检测单元分别检测到突变噪声的时间差， 并根据公式来判 断突变噪声所来源的位置E(x,y)， 以便在待选设备中选择出故障设备； 本发明能够通过对 变电站的噪声分析， 判断异常噪声， 实现对故障设备的判断识别， 降低变电站自动化设备的 维护成本， 并且整个变电站故。

23、障的判断参数实现了统一化。 附图说明 0036 图1是本发明一具体实施方式中提供的一种变电站自动化设备故障判断方法的流 程示意图； 0037 图2是本发明一具体实施方式中提供的一种变电站设备故障自愈系统的系统框 图； 0038 图3是本发明一具体实施方式中变电站电气设备与声音检测模块位置关系图； 0039 图4是本发明一具体实施方式中故障设备位置确定的几何关系图。 具体实施方式 0040 下面结合附图和实施例对本发明作进一步说明： 0041 如图1-4所示， 在本发明第一实施例中， 提供一种变电站自动化设备故障判断方 法， 其特征在于， 所述方法包括： 0042 步骤S1、 获取设置于变电站内。

24、的声音检测模块针对所述变电站内的电气设备所采 集的噪声并实时记录噪声波形； 所述声音检测模块包括以菱形排列且水平排列的第一噪声 检测单元、 第二噪声检测单元、 第三噪声检测单元、 第四噪声检测单元； 所述第一噪声检测 单元、 所述第二噪声检测单元、 所述第三噪声检测单元、 所述第四噪声检测单元在二维坐标 系上的坐标分别为： A(a,0)、 B(0,b)、 C(-a,0)、 D(0,-b)， 所述二维坐标系与水平面平行； 所 述a0， 所述b0； 0043 步骤S2、 根据所述噪声波形， 获取所述噪声波形的噪声频谱； 响应于所述噪声频谱 中检测到新的第一谐波分量或所述噪声频谱中的第二谐波分量的幅。

25、值变更大于预设比例 系数， 识别所述声音检测模块检测到突变噪声； 0044 步骤S3、 响应于所述声音检测模块采集到所述突变噪声， 根据各个所述噪声波形， 获取所述第一噪声检测单元、 所述第二噪声检测单元、 所述第三噪声检测单元、 所述第四噪 声检测单元各自采集到所述突变噪声的时刻值Ti； 0045 步骤S4、 根据所述时刻值Ti、 声波传播速度v以及所述第一噪声检测单元、 所述第 二噪声检测单元、 所述第三噪声检测单元、 所述第四噪声检测单元的坐标A(a,0)、 B(0,b)、 C (-a,0)、 D(0,-b)， 确定与所述突变噪声相匹配的故障设备的故障位置E(x,y)； 其中， 1i 4。

26、， i为正整数； 所述故障位置E(x,y)满足： 0046 说明书 4/12 页 8 CN 111190063 A 8 其中， 所述所述所述 0047 步骤S5、 根据所述故障位置E(x,y)， 在待选设备中选择与所述故障位置E(x,y)相 匹配的第一设备为故障设备。 0048 在该技术方案中， 变电站相对空旷， 设备内间隙以及设备与设备之间间隙， 能够较 好的传播变电站设备噪音； 在该技术方案中， 通过采集变电站内的声音信息， 当检测到声音 信息中包含有新的突变噪声时， 根据四个第一噪声检测单元、 第二噪声检测单元、 第三噪声 检测单元、 第四噪声检测单元分别检测到突变噪声的时间差， 并根据。

27、公式来判断突变噪声 所来源的位置E(x,y)， 以便在待选设备中选择出故障设备； 该技术方案能够通过对变电站 的噪声分析， 判断异常噪声， 实现对故障设备的判断识别， 降低变电站自动化设备的维护成 本。 0049 指的一提的是， 在步骤S1中， 噪声波形可以是记录第一噪声检测单元、 第二噪声检 测单元、 第三噪声检测单元、 第四噪声检测单元中任意一个所采集的噪声； 在识别到突变噪 声之后， 在根据第一噪声检测单元、 第二噪声检测单元、 第三噪声检测单元、 第四噪声检测 单元各自所采集的噪声波形去判断突变噪声发生的起始时刻值。 0050 在本实施例中， 声波传播速度设定为： v340m/s； 0。

28、051 在本实施例中， 所述步骤S3还包括： 0052 步骤S31、 响应于所述声音检测模块中的所述第一噪声检测单元检测到所述突变 噪声， 记录所述突变噪声在所述第一噪声检测单元所检测的第一噪声波形上的第一突变时 刻值T1； 0053 步骤S32、 在所述第二噪声检测单元所检测的第二噪声波形上的第二时间区间 内检索所述突变噪声， 确定所述突变噪声在所述第 二噪声检测单元所检测的所述第二噪声波形上的第二突变时刻值T2； 0054 步骤S33、 在所述第三噪声检测单元所检测的第三噪声波形上的第三时间区间 内检索所述突变噪声， 确定所述突变噪声在所述第三噪声检测单 元所检测的所述第三噪声波形上的第三。

29、突变时刻值T3； 0055 步骤S34、 在所述第四噪声检测单元所检测的第四噪声波形上的第四时间区间 内检索所述突变噪声， 确定所述突变噪声在所述第 说明书 5/12 页 9 CN 111190063 A 9 四噪声检测单元所检测的所述第四噪声波形上的第四突变时刻值T4。 0056 在本实施例中， 在所示步骤S2中， 判断所述噪声频谱中的第二谐波分量的幅值变 更大于预设比例系数， 包括： 0057 步骤S21、 获取所述噪声频谱的所述第二谐波分量在第一时刻之前的第一幅值 F1st； 0058 步骤S22、 获取所述噪声频谱的所述第二谐波分量在第一时刻之后的第二幅值 F2nd； 0059 步骤S。

30、23、 响应于所述第一幅值F1st与所述第二幅值F2nd比值大于预设比例系数 或所述第一幅值F1st与所述第二幅值F2nd比值大于所述预设比例系数的倒数1/， 识别所述 声音检测模块检测到所述突变噪声； 所述预设比例系数1。 0060 在本实施例中， 在所述步骤S5之后， 还包括： 0061 步骤S6、 响应于所述第一设备被识别为所述故障设备， 将所述故障设备进行自重 启。 0062 在本实施例中， 所述方法还包括： 0063 步骤SA、 获取预设的故障谐波分量与故障信息匹配关系； 0064 步骤SB、 根据所述匹配关系以及所述第一谐波分量， 执行与所述故障信息相适配 的故障自愈执行指令； 所。

31、述故障自愈执行指令包括： 重启所述故障设备、 降低所述故障设备 的运行功率、 开启所述故障设备的降温系统、 关闭所述故障设备。 0065 值得一提的是， 在实际作业中， 可以通过实验的方式， 获得不同设备故障模式下的 故障噪声的故障谐波分量信息； 此外， 也可以在在实际运行中， 在人工故障诊断排除之后， 对相关的故障信息和故障谐波分量信息进行录入， 完善预设的故障谐波分量与故障信息匹 配关系。 0066 在本实施例中， 所述声音检测模块设置于相邻近的至少三个待选设备之间的中心 位置。 0067 一般而言， 变电站设备是采用阵列的形式进行摆放电气设备； 在实际场景中， 可以 将声音检测模块设置在。

32、两排电气设备之间。 在图3中给出了一种电气设备与声音检测模块 的排列方式。 0068 在本实施例中， 所述第一噪声检测单元与所述第三噪声检测单元之间的距离为 0.2m-3.4m； 所述第二噪声检测单元与所述第四噪声检测单元之间的距离为0.2m-3.4m。 0069 实际上， 可以根据场地要求与精度要求， 对噪声检测单元之间的位置距离进行设 定； 一般而言， 噪声检测单元之间的距离越大， 则故障设备位置的判断也更准确； 当然， 对于 位置已知的电气设备而言， 在故障设备位置求解完成后， 可以选取最近的电气设备作为故 障设备。 0070 在本实施例中， 所述声音检测模块包括以正方形分布排列的所述第。

33、一噪声检测单 元、 所述第二噪声检测单元、 所述第三噪声检测单元、 所述第四噪声检测单元； 所述第一噪 声检测单元与所述第三噪声检测单元之间的距离等于所述第二噪声检测单元与所述第四 噪声检测单元之间的距离。 0071 在实际场景中， 所述第一噪声检测单元与所述第三噪声检测单元之间的距离和所 述第二噪声检测单元与所述第四噪声检测单元之间的距离的大小关系可以根据需要来调 说明书 6/12 页 10 CN 111190063 A 10 整， 而本实施例中， 可以采用二者等距的技术方案。 0072 一般而言， 变电站内的电气设备以阵列形式排布； 优选的， 所述第一噪声检测单 元、 所述第二噪声检测单元。

34、、 所述第三噪声检测单元与所述第四噪声检测单元以菱形的形 式设置于电气设备阵列中， 能够有效提高故障设备位置的求解速度。 0073 下面对故障位置E(x,y)的求解进行推导。 0074 如图3所示， 根据本实施例中， 声音检测模块的第一噪声检测单元、 第二噪声检测 单元、 第三噪声检测单元、 第四噪声检测单元的坐标分别为A(a,0)、 B(0,b)、 C(-a,0)、 D(0,- b)； 0075 假定故障设备位于坐标的第一象限， 此时， 第一噪声检测单元先于第三噪声检测 单元接收到突变噪声， T1T3， 第二噪声检测单元先于第四噪声检测单元接收到突变噪声， T2T4； 根据第一噪声检测单元、。

35、 第二噪声检测单元、 第三噪声检测单元、 第四噪声检测单元 各自采集到所述突变噪声的时刻值Ti， 可以获得故障设备到各个噪声检测单元的距离差； 即， 0076 0077 其中， v为声音的传播速度， l1为故障设备到第一噪声检测单元与第三噪声检测单 元的时间差， l2为故障设备到第二噪声检测单元与第四噪声检测单元的时间差； 0078 根据几何关系可知， 故障设备是位于以第一噪声检测单元、 第二噪声检测单元为 焦点， 故障设备到二者距离差为l1的双曲线上； 并且， 故障设备也是位于以第二噪声检测单 元、 第四噪声检测单元为焦点， 故障设备到二者距离差为l2的双曲线上； 即， 0079 0080 。

36、经求解可得， 位于第一象限的故障位置E(x,y)满足： 0081 说明书 7/12 页 11 CN 111190063 A 11 其中， 所述 0082 进一步， 将故障位置E(x,y)扩展至坐标系的第一象限、 第二象限、 第三象限、 第四 象限， 可得： 0083 其中， 所述所述 0084 如图1-4所示， 在本发明第二实施例中， 提供一种变电站设备故障自愈系统， 所述 系统包括： 0085 设置于变电站内的电气设备700之间的声音检测模块100； 所述声音检测模块100， 用于采集所述变电站内的噪声并实时记录噪声波形； 所述声音检测模块100包括： 以菱形排 列且水平排列的第一噪声检测单。

37、元101、 第二噪声检测单元102、 第三噪声检测单元103、 第 四噪声检测单元104； 所述第一噪声检测单元101、 所述第二噪声检测单元102、 所述第三噪 声检测单元103、 所述第四噪声检测单元104在二维坐标系上的坐标分别为： A(a,0)、 B(0, b)、 C(-a,0)、 D(0,-b)， 所述二维坐标系与水平面平行； 所述a0， 所述b0； 0086 突变噪声识别模块200， 用于根据所述噪声波形， 获取所述噪声波形的噪声频谱， 响应于所述噪声频谱中检测到新的第一谐波分量或所述噪声频谱中的第二谐波分量的幅 值变更大于预设比例系数， 识别所述声音检测模块100检测到突变噪声；。

38、 0087 突变发生时刻获取模块300， 用于响应于所述声音检测模块100采集到所述突变噪 声， 根据各个所述噪声波形， 获取所述第一噪声检测单元101、 所述第二噪声检测单元102、 所述第三噪声检测单元103、 所述第四噪声检测单元104各自采集到所述突变噪声的时刻值 Ti； 0088 故障设备位置求解模块400， 用于根据所述时刻值Ti、 声波传播速度v以及所述第 一噪声检测单元101、 所述第二噪声检测单元102、 所述第三噪声检测单元103、 所述第四噪 声检测单元104的坐标A(a,0)、 B(0,b)、 C(-a,0)、 D(0,-b)， 确定与所述突变噪声相匹配的故 障设备的故。

39、障位置E(x,y)； 其中， 1i4， i为正整数； 所述故障位置E(x,y)满足： 0089 说明书 8/12 页 12 CN 111190063 A 12 其中， 所述所述所述 0090 故障设备确定模块500， 用于根据所述故障位置E(x,y)， 在待选设备中选择与所述 故障位置E(x,y)相匹配的第一设备为故障设备； 0091 故障自愈执行模块600， 用于响应于所述第一设备被识别为所述故障设备， 针对所 述故障设备执行第一操作指令。 0092 在该技术方案中， 变电站相对空旷， 设备内间隙以及设备与设备之间间隙， 能够较 好的传播变电站设备噪音； 在该技术方案中， 通过采集变电站内的。

40、声音信息， 当检测到声音 信息中包含有新的突变噪声时， 根据四个第一噪声检测单元101、 第二噪声检测单元102、 第 三噪声检测单元103、 第四噪声检测单元104分别检测到突变噪声的时间差， 并根据公式来 判断突变噪声所来源的位置E(x,y)， 以便在待选设备中选择出故障设备； 该技术方案能够 通过对变电站的噪声分析， 判断异常噪声， 实现对故障设备的判断识别， 降低变电站自动化 设备的维护成本。 0093 指的一提的是， 在步骤S1中， 噪声波形可以是记录第一噪声检测单元101、 第二噪 声检测单元102、 第三噪声检测单元103、 第四噪声检测单元104中任意一个所采集的噪声； 在识别。

41、到突变噪声之后， 在根据第一噪声检测单元101、 第二噪声检测单元102、 第三噪声检 测单元103、 第四噪声检测单元104各自所采集的噪声波形去判断突变噪声发生的起始时刻 值。 0094 在本实施例中， 声波传播速度设定为： v340m/s； 0095 在本实施例中， 所述突变发生时刻获取模块300， 还包括： 0096 第一时刻获取单元301， 用于响应于所述声音检测模块100中的所述第一噪声检测 单元101检测到所述突变噪声， 记录所述突变噪声在所述第一噪声检测单元101所检测的第 一噪声波形上的第一突变时刻值T1； 0097 第二时刻获取单元302， 用于在所述第二噪声检测单元102。

42、所检测的第二噪声波形 上的第二时间区间内检索所述突变噪声， 确定所述 突变噪声在所述第二噪声检测单元102所检测的所述第二噪声波形上的第二突变时刻值 T2； 0098 第三时刻获取单元303， 用于在所述第三噪声检测单元103所检测的第三噪声波形 上的第三时间区间内检索所述突变噪声， 确定所述突变噪声在所 述第三噪声检测单元103所检测的所述第三噪声波形上的第三突变时刻值T3； 0099 第四时刻获取单元304， 用于在所述第四噪声检测单元104所检测的第四噪声波形 说明书 9/12 页 13 CN 111190063 A 13 上的第四时间区间内检索所述突变噪声， 确定所述 突变噪声在所述第。

43、四噪声检测单元104所检测的所述第四噪声波形上的第四突变时刻值 T4。 0100 在本实施例中， 所述突变噪声识别模块200， 还包括： 第二谐波分量突变识别模组 210； 0101 所述第二谐波分量突变识别模组210， 包括： 0102 第一幅值获取单元211， 用于获取所述噪声频谱的所述第二谐波分量在第一时刻 之前的第一幅值F1st； 0103 第二幅值获取单元212， 用于获取所述噪声频谱的所述第二谐波分量在第一时刻 之后的第二幅值F2nd； 0104 第二谐波分量突变识别单元213， 用于响应于所述第一幅值F1st与所述第二幅值 F2nd比值大于预设比例系数或所述第一幅值F1st与所述。

44、第二幅值F2nd比值大于所述预设比 例系数的倒数1/， 识别所述声音检测模块100检测到所述突变噪声； 所述预设比例系数 1。 0105 在本实施例中， 所述故障自愈执行模块600， 包括： 0106 自愈重启单元601， 用于响应于所述第一设备被识别为所述故障设备， 针对所述故 障设备执行第一操作指令。 0107 在本实施例中， 所述故障自愈执行模块600， 还包括： 0108 预设故障获取单元602， 用于获取预设的故障谐波分量与故障信息匹配关系； 0109 预设故障执行单元603， 用于根据所述匹配关系以及所述第一谐波分量， 执行与所 述故障信息相适配的故障自愈执行指令； 所述故障自愈执。

45、行指令包括： 重启所述故障设备、 降低所述故障设备的运行功率、 开启所述故障设备的降温系统、 关闭所述故障设备。 0110 值得一提的是， 在实际作业中， 可以通过实验的方式， 获得不同设备故障模式下的 故障噪声的故障谐波分量信息； 此外， 也可以在在实际运行中， 在人工故障诊断排除之后， 对相关的故障信息和故障谐波分量信息进行录入， 完善预设的故障谐波分量与故障信息匹 配关系。 0111 在本实施例中， 所述声音检测模块100设置于相邻近的至少三个待选设备之间的 中心位置。 0112 一般而言， 变电站设备是采用阵列的形式进行摆放电气设备700； 在实际场景中， 可以将声音检测模块100设置。

46、在两排电气设备700之间。 在图4中给出了一种电气设备700与 声音检测模块100的排列方式。 0113 在本实施例中， 所述第一噪声检测单元101与所述第三噪声检测单元103之间的距 离为0.2m-3.4m； 所述第二噪声检测单元102与所述第四噪声检测单元104之间的距离为 0.2m-3.4m。 0114 实际上， 可以根据场地要求与精度要求， 对噪声检测单元之间的位置距离进行设 定； 一般而言， 噪声检测单元之间的距离越大， 则故障设备位置的判断也更准确； 当然， 对于 位置已知的电气设备700而言， 在故障设备位置求解完成后， 可以选取最近的电气设备700 说明书 10/12 页 14。

47、 CN 111190063 A 14 作为故障设备。 0115 在本实施例中， 所述声音检测模块100包括以正方形分布排列的所述第一噪声检 测单元101、 所述第二噪声检测单元102、 所述第三噪声检测单元103、 所述第四噪声检测单 元104； 所述第一噪声检测单元101与所述第三噪声检测单元103之间的距离等于所述第二 噪声检测单元102与所述第四噪声检测单元104之间的距离。 0116 在实际场景中， 所述第一噪声检测单元101与所述第三噪声检测单元103之间的距 离和所述第二噪声检测单元102与所述第四噪声检测单元104之间的距离的大小关系可以 根据需要来调整， 而本实施例中， 可以采。

48、用二者等距的技术方案。 0117 一般而言， 变电站内的电气设备700以阵列形式排布； 优选的， 所述第一噪声检测 单元101、 所述第二噪声检测单元102、 所述第三噪声检测单元103与所述第四噪声检测单元 104以菱形的形式设置于电气设备700阵列中， 能够有效提高故障设备位置的求解速度。 0118 下面对故障位置E(x,y)的求解进行推导。 0119 如图3所示， 根据本实施例中， 声音检测模块100的第一噪声检测单元101、 第二噪 声检测单元102、 第三噪声检测单元103、 第四噪声检测单元104的坐标分别为A(a,0)、 B(0, b)、 C(-a,0)、 D(0,-b)； 01。

49、20 假定故障设备位于坐标的第一象限， 此时， 第一噪声检测单元101先于第三噪声检 测单元103接收到突变噪声， T1T3， 第二噪声检测单元102先于第四噪声检测单元104接收 到突变噪声， T2T4； 根据第一噪声检测单元101、 第二噪声检测单元102、 第三噪声检测单元 103、 第四噪声检测单元104各自采集到所述突变噪声的时刻值Ti， 可以获得故障设备到各 个噪声检测单元的距离差； 即， 0121 0122 其中， v为声音的传播速度， l1为故障设备到第一噪声检测单元101与第三噪声检 测单元103的时间差， l2为故障设备到第二噪声检测单元102与第四噪声检测单元104的时 。

50、间差； 0123 根据几何关系可知， 故障设备是位于以第一噪声检测单元101、 第二噪声检测单元 102为焦点， 故障设备到二者距离差为l1的双曲线上； 并且， 故障设备也是位于以第二噪声 检测单元102、 第四噪声检测单元104为焦点， 故障设备到二者距离差为l2的双曲线上； 即， 说明书 11/12 页 15 CN 111190063 A 15 0124 0125 经求解可得， 位于第一象限的故障位置E(x,y)满足： 0126 其中， 所述 0127 进一步， 将故障位置E(x,y)扩展至坐标系的第一象限、 第二象限、 第三象限、 第四 象限， 可得： 0128 其中， 所述所述 012。