随着电力系统的不断发展，变压器作为电力传输和分配的核心设备，其安全稳定运行显得尤为重要。然而，变压器在运行过程中可能会受到各种因素的影响，导致绕组变形、松动或铁芯缺陷等问题的出现。这些问题不仅影响变压器的运行效率，还可能对整个电力系统的稳定性构成威胁。因此，对变压器进行实时、准确的故障检测和定位显得尤为重要。

变压器声纹震动在线监测系统正是基于这一需求而设计的。该系统通过监测变压器外壳上的声纹震动信号，能够实时反映变压器内部绕组及铁芯的压紧状况、位移及变形等状态，进而实现对变压器故障的高效检测与定位。

一、变压器震动的产生

变压器在运行过程中，其声纹震动主要由制冷系统的震动和变压器本体（铁芯和绕组等）的震动产生。这种声纹震动与变压器绕组及铁芯的压紧状况、绕组的位移及变形等状况密切相关。通过监测变压器外壳上的声纹震动信号，可以获取变压器内部状态的重要信息。

在短路状况下，变压器自身震动主要是由绕组震动引起的。此时，可以利用变压器自身声纹震动信号来监测绕组是否发生了变形或松动。这种基于声纹震动信号的监测方法具有实时性高、准确性强的特点，能够实现对变压器故障的及时发现和定位。

二、系统组成

变压器声纹震动在线监测系统主要由压电式声纹传感器、信号调理模块、触发模块、多通道同步A/D转换器、主控模块等部分组成。

变压器声纹震动在线监测系统图

压电式声纹震动传感器是系统的核心部件，它能够将变压器外壳上的声纹震动信号转变成电信号。信号调理模块为震动传感器提供恒定电流，保证传感器正常工作，并隔离传感器输出信号中的直流分量。触发模块根据实际情况动态设定震动信号采集的阀值，确保系统能够准确地捕捉到变压器的声纹震动信号。

多通道同步A/D转换器负责完成IED中各通道震动信号的同步数字转换，确保系统能够同时监测多路声纹震动信号。主控模块是整个系统的控制中心，它负责完成系统的数据采集、存储、分析等功能，并将分析结果以IEC61850标准格式送出。此外，系统还配备了光纤/以太网接口作为标准通讯接口，方便与其他系统进行通讯连接。

该系统的灵敏度达到了11.2mV/Pa（-39 dB re 1V/Pa），频率响应范围为20 Hz ~ 10 kHz和10 kHz ~ 20 kHz，动态范围可达29 dBA ~ 140 dB。系统支持多种安装方式，包括永磁体吸附安装、胶粘安装和支架安装等，以满足不同场景下的需求。

总之，变压器声纹震动在线监测系统通过实时监测变压器外壳上的声纹震动信号，能够实现对变压器故障的高效检测与定位。该系统具有实时性高、准确性强的特点，是保障电力系统稳定运行的重要工具之一。