(19)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 202211153164.9 (22)申请日 2022.09.21 (71)申请人 国网湖南省电力有限公司 地址 410004 湖南省长 沙市新韶东路398号 申请人 国网湖南省电力有限公司电力科 学 研究院　 国家电网有限公司 (72)发明人 曹浩　卢铃　邓艾东　胡胜　 吴晓文　蔡炜　 (74)专利代理 机构 湖南兆弘专利事务所(普通 合伙) 43008 专利代理师 谭武艺 (51)Int.Cl. G01R 31/00(2006.01) G06F 16/22(2019.01)G06F 16/2458(2019.01) (54)发明名称 基于声信号和频繁项集挖掘的变压器异常 监测方法及系统 (57)摘要 本发明公开了一种基于声信号和频繁项集 挖掘的变压器异常监测方法及系统， 本发明方法 包括： 获取变压器的实时声信号； 对变压器的实 时声信号进行特征提取， 以获得包括有量纲幅域 参数和无量纲幅域参数在内的多维特征； 针对多 维特征的数值进行离散化以获得离散数据表， 根 据离散数据表利用预设的频繁项集挖掘算法对 离散数据表进行频繁项挖掘获得频繁项集； 若 频 繁项集的数量超过预设的正常状态下频繁项集 的异常报警线， 则判定变压器当前处于异常状 态， 否则判定变压器当前处于正常状态。 本发明 具有不依赖专家经验、 诊断精度高的特点， 能有 效应用于复杂 噪声环境下的变压器运行状态诊 断。 权利要求书1页 说明书5页 附图2页 CN 115480119 A 2022.12.16 CN 115480119 A 1.一种基于声信号和频繁项集挖掘的变压器异常监测方法， 其特 征在于， 包括： S101， 获取变压器的实时声信号； S102， 对变压器的实时声信号进行特征提取， 以获得包括有量纲幅域参数和无量纲幅 域参数在内的多维特 征； S103， 针对多维特征的数值进行离散化以获得离散数据表， 根据离散数据表利用预设 的频繁项集挖掘算法对离 散数据表进行 频繁项挖掘获得 频繁项集； S104， 若频繁项集的数量超过预设的正常状态下频繁项集的异常报警线， 则判定变压 器当前处于异常状态， 否则判定变压器当前处于正常状态。 2.根据权利要求1所述的基于声信号和频繁项集挖掘的变压器异常监测方法， 其特征 在于， 步骤S104之前还 包括确定正常状态下 频繁项集的异常报警线： S201， 获取变压器的历史声信号； S202， 对变压器的历史声信号进行特征提取， 以获得包括有量纲幅域参数和无量纲幅 域参数在内的多维特 征； S203， 针对多维特征的数值进行离散化以获得离散数据表， 并利用预设的频繁项集挖 掘算法对离散数据表进行频繁项挖掘获得频繁项集， 并根据挖掘得到的频繁项集的数量确 定预设的正常状态下 频繁项集的异常报警线。 3.根据权利要求2所述的基于声信号和频繁项集挖掘的变压器异常监测方法， 其特征 在于， 步骤S101中对变压器的历史声信号进行特征提取之前， 还包括对变压器的历史声信 号进行数据清洗的步骤。 4.根据权利要求3所述的基于声信号和频繁项集挖掘的变压器异常监测方法， 其特征 在于， 所述数据清洗包括异常值丢弃、 缺失值 填充以及数据规约中的至少一项。 5.根据权利要求1～4中任意一项所述的基于声信号和频繁项集挖掘的变压器异常监 测方法， 其特征在于， 所述多维特征包括峰值、 峰峰值、 均方根值、 标准差、 斜度、 峭度、 波形 指标、 裕度指标、 脉冲指标中的部分或全部 。 6.根据权利要求5所述的基于声信号和频繁项集挖掘的变压器异常监测方法， 其特征 在于， 所述针对多维特征 的数值进行离散化是指采用十区分箱操作， 根据每一维特征 的数 值最大值和最小值将数值区间进 行十等分并给予对应的标签， 某一数值区间内的所有的数 值共享同一标签， 并根据划分后的特 征的数值 根据标签建立离 散数据表。 7.根据权利要求6所述的基于声信号和频繁项集挖掘的变压器异常监测方法， 其特征 在于， 所述预设的频繁项集挖掘算法为Rel im算法。 8.根据权利要求2所述的基于声信号和频繁项集挖掘的变压器异常监测方法， 其特征 在于， 所述确定正常状态下频繁项集的异常报警线的操作为定时运行以用于实现对正常状 态下频繁项集的异常报警线的定时更新。 9.一种基于声信号和频繁项集挖掘的变压器异常监测系统， 包括相互连接的微处理器 和存储器， 其特征在于， 所述微处理器被配置以执行权利要求1～8 中任意一项所述基于声 信号和频繁项集挖掘的变压器异常监测方法。 10.一种计算机可读存储介质， 所述计算机可读存储介质中存储有计算机程序， 其特征 在于， 所述计算机程序用于被微处理器配置以执行权利要求 1～8中任意一项 所述基于声信 号和频繁项集挖掘的变压器异常监测方法。权　利　要　求　书 1/1 页 2 CN 115480119 A 2基于声信号和频繁项集挖掘的变压器异常监测方 法及系统 技术领域 [0001]本发明涉及变压器异常监测技术领域， 具体涉及 一种基于声信号和频繁项集挖掘 的变压器异常监测方法及系统。 背景技术 [0002]变压器是电力系统的关键设备之一， 其发生任何故障都会带来安全隐患和重大经 济损失， 直接影响了电网的可靠性与安全性。 同时， 电力系统日趋复杂、 高效、 智能， 而变压 器设备的运行环境较为恶劣， 存在空间有限、 布线 结构复杂， 运行时有较强的电磁信号影响 等问题， 导致对变压器设备进行检修困难较大。 变压器在长时间运行过程中会承受电压冲 击、 热冲击以及机械振动冲击， 导致其故障频发。 因此， 变压器运行状态的智能异常监测对 维护电网安全、 降低运维成本、 保障人民生计具有重要意 义。 发明内容 [0003]本发明要解决的技术问题： 针对现有技术的上述问题， 提供一种基于声信号和频 繁项集挖掘的变压器异常监测方法及系统， 本发明具有不依赖专家经验、 诊断精度高的特 点， 能有效应用于复杂噪声环境下的变压器运行状态诊断。 [0004]为了解决上述 技术问题， 本发明采用的技 术方案为： [0005]一种基于声信号和频繁项集挖掘的变压器异常监测方法， 包括： [0006]S101， 获取变压器的实时声信号； [0007]S102， 对变压器的实时声信号进行特征提取， 以获得包括有量纲幅域参数和 无量 纲幅域参数在内的多维特 征； [0008]S103， 针对多维特征的数值进行离散化以获得离散数据表， 根据离散数据表利用 预设的频繁项集挖掘算法对离 散数据表进行 频繁项挖掘获得 频繁项集； [0009]S104， 若频繁项集的数量超过预设的正常状态下频繁项集的异常报警线， 则判定 变压器当前处于异常状态， 否则判定变压器当前处于正常状态。 [0010]可选地， 步骤S104之前还 包括确定正常状态下 频繁项集的异常报警线： [0011]S201， 获取变压器的历史声信号； [0012]S202， 对变压器的历史声信号进行特征提取， 以获得包括有量纲幅域参数和 无量 纲幅域参数在内的多维特 征； [0013]S203， 针对多维特征的数值进行离散化以获得离散数据表， 并利用预设的频繁项 集挖掘算法对离散数据表进行频繁项挖掘获得频繁项集， 并根据挖掘得到的频繁项集的数 量确定预设的正常状态下 频繁项集的异常报警线。 [0014]可选地， 步骤S101中对变压器的历史声信号进行特征提取之前， 还包括对变压器 的历史声信号进行 数据清洗的步骤。 [0015]可选地， 所述数据清洗包括异常值丢弃、 缺失值 填充以及数据规约中的至少一项。 [0016]可选地， 所述多维特征包括峰值、 峰峰值、 均方根值、 标准差、 斜度、 峭度、 波形指说　明　书 1/5 页 3 CN 115480119 A 3