攻关团队先在500千伏敬亭变电站和220千伏六安变电站试点安装了声纹采集传感器。声纹采集传感器先后捕捉到了敬亭变电站由于直流偏磁产生的变压器异常音频、六安变电站由于分接开关动作、雷暴天气产生的异常音频。这些数据样本为后续的研究工作积累了真实异常声纹样本。随后，攻关团队扩大试点安装范围，在滁州、阜阳等地区选取重过载、运行年限较长、已存在异常声响的变压器安装声纹采集传感器，还在特高压古泉换流站、淮南变电站、芜湖变电站安装了该设备，全方位、多渠道收集声纹样本。

“声纹检测技术要发挥作用，必须有海量的异常数据支撑。但是，现在电网设备普遍质量较高，仅靠设备运行过程中真实发生的异常数据样本是远远不够的。”攻关团队成员吴兴旺说。2021年10月，国网安徽电力联合安徽南瑞继远电网技术有限公司，在常州电气设备检测中心搭建110千伏真型变压器模型，模拟油流驱动试验、热缺陷试验、铁芯极间放电试验等几十种缺陷试验，拓宽样本收集渠道。

截至2022年年底，攻关团队建立的样本库规模已超过1太字节（TB），样本数量大于2万条。依据这些样本，攻关团队提取了比较有代表性的500千伏和1000千伏变压器声纹特征，设定主频、振动熵、高低频比等五类主特征值阈值，根据设备声纹特征是否在阈值范围内判断设备是否有异常，并针对异常情况进行预警。

“我们训练模型识别声纹特征，判断变压器运行状态，平均准确率为84%。”张晨晨说，“相关模型在变压器直流偏磁预警方面效果尤其明显，平均准确率达到99.5%。”

打造声纹检测技术应用体系

近两年，声纹采集传感器不断迭代升级。攻关团队基于波束形成原理，通过麦克风阵列技术，利用声像图加可见光图像，实现了异常声响定位。声纹采集传感器加上由数据采集单元、数据存储单元和数据分析单元组成的检测主机，形成了声纹检测装置。

目前，声纹检测装置已在8座超高压、特高压变电站和9座220千伏变电站安装应用。截至今年5月底，国网安徽电力依靠声纹检测技术研判出21起运行设备异常情况。

据介绍，声纹检测装置仍处于试点应用阶段。早期试点阶段，在安徽电网，除了特高压淮南、芜湖变电站具备将声纹检测装置接入远程智能巡检系统的条件，其余变电站的声纹检测装置均属于离线运行，数据无法实时上传。

为此，攻关团队研发了声纹统一管理平台。该平台于2021年10月在安徽电科院内网上线，具备全景监测、诊断分析、样本管理、模型迭代四个主要能力，与变电站边缘代理平台深度融合。后期，国网安徽电力将在整套声纹检测装置硬件、安装部署、数据传输与存储、后台分析等方面进一步加大投入。