一种变电站高频电磁噪声监测系统及方法技术方案

本发明专利技术提供了一种变电站高频电磁噪声监测系统及方法，包括接收单元，对称的设置在变电站的各对角线所在平面上，用于接收变电站内部设备发生的噪声信号；信号调理单元其输入端与接收单元的输出端电性连接，用于对噪声信号进行带通滤波及放大处理；输出处理单元其输入端与信号调理单元的输出端电性连接，对信号调理单元处理后的噪声信号进一步进行幅值比较和状态输出，同时记录电磁噪声信号发生的时间，通过电磁噪声信号到达各接收单元的时间，估算产生高频电磁噪声信号的变电站部位，通过定期监测高频噪声发生的部位和频次，更好的实现预防性维护。现预防性维护。现预防性维护。

【技术实现步骤摘要】
一种变电站高频电磁噪声监测系统及方法


[0001]本专利技术涉及电力监测设备
，尤其涉及一种变电站高频电磁噪声监测系统及方法。

技术介绍

[0002]变电站用于电力系统的电能变换和分配，内部设置有众多的电力设备，维持电力设备的稳定运行是提供可靠电能的有力保障。变电站在运行过程中，除开变压器铁芯的磁致伸缩噪音、变压器油箱噪音以及风扇运行噪音和机械噪音外，还有可能在局部产生电晕放电或者局部放电，在这些放电现象的同时伴随着产生高频的电磁噪音信号。通过对这种高频电磁噪音信号进行监测，可以得到对发生噪音的部位或者噪音发生部位，以便将传统的时候维护保养向事前预防进行转变。
[0003]公开号为CN112986759A的中国专利申请公开了一种检测装置，通过超声波传感器来检测输配电设备产生的超声波噪声的设备，但是该设备容易受到变电站变压器的铁芯的磁致伸缩、油箱振动、风扇噪音以及环境噪音的影响，对监测的干扰很大，通常超声监测需要在午夜且风速低的情况下进行，导致监测设备的使用受到较大限制。变电站设备产生的电磁噪声往往集中在高频段，而且异常的高频电磁噪声还会通过变压器传递到电网，对电网设备造成不利影响。因此，有必要提供一种变电站高频电磁噪音的定位分析系统及方法，及时发现变电站高频电磁噪音的变化情况和发生部位，尽早进行干预或者检修。

技术实现思路

[0004]有鉴于此，本专利技术提出了一种基于超高频电磁波进行电磁噪声产生部位判断的变电站高频电磁噪声监测系统及方法。
[0005]本专利技术的技术方案是这样实现的：一方面，本专利技术提供了一种变电站高频电磁噪声监测系统，包括接收单元，对称的设置在变电站的各对角线所在平面上，用于接收变电站内部设备发生的电磁噪声信号；信号调理单元，其输入端与接收单元的输出端电性连接，用于对电磁噪声信号进行带通滤波及放大处理；输出处理单元，其输入端与信号调理单元的输出端电性连接，对信号调理单元处理后的电磁噪声信号进一步进行幅值比较和状态输出，同时记录电磁噪声发生的时间，通过确定电磁噪声信号到达各接收单元的起始时间，估算产生电磁噪声信号的变电站部位。
[0006]在以上技术方案的基础上，优选的，所述接收单元包括基座、升降机构和接收传感器；基座设置在变电站的对角线所在平面上，且正对变电站竖直方向的棱线设置；基座远离地面的一端设置有升降机构，升降机构的固定端与基座固定连接，升降机构的活动端设置有接收传感器、信号调理单元和输出处理单元；接收传感器与信号调理单元的输入端电性连接。
[0007]优选的，位于不同的变电站的对角线所在平面上的接收单元与变电站的间距不完全相同。
[0008]优选的，所述基座与变电站竖直方向的棱线的间距为变电站的对角线长度的2倍以上。
[0009]优选的，所述升降机构包括套筒顶升机构和若干壳体；套筒顶升机构的一端与基座远离地面的端面固定连接，套筒顶升机构沿着远离基座的方向竖直向外延伸；若干壳体顺次嵌套设置在套筒顶升机构远离基座的端面上，相邻的壳体可滑动连接；位于最内侧的壳体与套筒顶升机构的活动端固定连接，壳体朝向变电站一侧端面设置有接收传感器、信号调理单元和输出处理单元。
[0010]优选的，位于不同的变电站的对角线所在平面上的接收单元的接收传感器距地面的高度不完全相同。
[0011]优选的，所述若干壳体靠近变电站的的一侧端面设置有电磁波吸收层，若干壳体远离变电站的的一侧端面设置有电磁波反射层。
[0012]优选的，所述信号调理单元包括带通滤波器和至少一个低噪放大器LNA，带通滤波器的输入端与接收传感器的输出端信号连接，带通滤波器的输出端与低噪放大器LNA的输入端电性连接，低噪放大器LNA的输出端与输出处理单元的输入端电性连接。
[0013]优选的，所述输出处理单元包括电压比较单元、MCU、RTC单元、无线传输单元和现场接收单元；电压比较单元的第一输入端与低噪放大器的输出端电性连接，电压比较单元的第二输入端与参考电压电性连接，电压比较单元将比较的结果输出至MCU中，RTC单元与MCU电性连接，向MCU提供实时时钟，MCU记录电压比较单元输出比较的结果的起始时间及持续时间；MCU通过无线传输单元与现场接收单元通信连接，并由无线传输单元将电压比较单元输出比较的结果、起始时间及持续时间通过无线传输单元向现场接收单元发送。
[0014]另一方面，本专利技术提供了一种变电站高频电磁噪声监测方法，包括如下步骤：S1：在户外已投入运行的变电站的周边，沿着变电站的对角线所在面的延伸方向设置上述的一种变电站高频电磁噪声监测系统，即在变电站两条对角线所在平面上设置至少两对变电站高频电磁噪声监测系统，变电站高频电磁噪声监测系统均正对变电站的各棱线设置；S2：令各变电站高频电磁噪声监测系统到变电站的几何中心的距离R1保持一致，使各变电站高频电磁噪声监测系统获取有效的电磁噪音信号；通过位于各对角线所在平面上的变电站高频电磁噪声监测系统，各变电站高频电磁噪声监测系统分别获取电磁噪声信号到达的时间和持续时间，针对同一噪声信号，根据位于同一对角线所在平面的一对变电站高频电磁噪声监测系统的世界坐标系坐标以及分别获取的噪声信号到达的时间之差，得到一组位置坐标S1；S3：然后调整一对变电站高频电磁噪声监测系统到变电站的几何中心的距离R2，另一对变电站高频电磁噪声监测系统到变电站的几何中心的距离R1保持不变；再次由各变电站高频电磁噪声监测系统分别获取噪声信号到达的时间和持续时间，针对同一噪声信号，再次获取另一组位置坐标S2；S4：进一步将全部的变电站高频电磁噪声监测系统分别布置在到变电站的几何中心的距离R2的虚拟球面上，再次由各变电站高频电磁噪声监测系统分别获取噪声信号到达
的时间和持续时间，针对同一噪声信号再次获取另一组位置坐标S3；S5：调节升降机构的活动端和接收传感器的高度，重复以上过程S2—S4，拟合出同时包含位置坐标S1、S2和S3的最小的球面区域，并使球面区域的体积最小，以该球面区域内部空间作为一个电磁噪声信号的发生部位；S6：依次对各噪声信号进行上述步骤S2—S5，直到对各变电站高频电磁噪声监测系统接收到的有效的电磁噪声信号均完成发生部位的识别。
[0015]本专利技术提供的一种变电站高频电磁噪声监测系统及方法，相对于现有技术，具有以下有益效果：（1）本方案通过在变电站建筑周边区域布设可调节的接收单元，接收来自变电站内部设备发出的电磁波信号，通过不同的接收单元接收同一来源的噪声信号，识别并初步估算噪声信号的大致发生部位；由于电磁波频段信号与超声波频段基本不重合，故检测不受声波印象，对观测条件和环境噪音没有严格要求；（2）接收单元能改变其接收传感器及信号调理单元与输出处理单元相对于电磁噪声几何中心的距离或者高度，从而获得多组测量值来规划噪声信号产生的大致范围；（3）进一步在壳体上设置的电磁波吸收层与电磁波反射层，有利于消除外部干扰，提高监测的精度。
附图说明
[0016]为了更清楚地说明本专利技术实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种变电站高频电磁噪声监测系统，其特征在于，包括接收单元（1），对称的设置在变电站的各对角线所在平面上，用于接收变电站内部设备发生的电磁噪声信号；信号调理单元（2），其输入端与接收单元（1）的输出端电性连接，用于对电磁噪声信号进行带通滤波及放大处理；输出处理单元（3），其输入端与信号调理单元（2）的输出端电性连接，对信号调理单元（2）处理后的电磁噪声信号进一步进行幅值比较和状态输出，同时记录电磁噪声发生的时间，通过确定电磁噪声信号到达各接收单元（1）的起始时间，估算产生电磁噪声信号的变电站部位。2.根据权利要求1所述的一种变电站高频电磁噪声监测系统，其特征在于，所述接收单元（1）包括基座（11）、升降机构（12）和接收传感器（13）；基座（11）设置在变电站的对角线所在平面上，且正对变电站竖直方向的棱线设置；基座（11）远离地面的一端设置有升降机构（12），升降机构（12）的固定端与基座（11）固定连接，升降机构（12）的活动端设置有接收传感器（13）、信号调理单元（2）和输出处理单元（3）；接收传感器（13）与信号调理单元（2）的输入端电性连接。3.根据权利要求2所述的一种变电站高频电磁噪声监测系统，其特征在于，位于不同的变电站的对角线所在平面上的接收单元（1）与变电站的间距不完全相同。4.根据权利要求3所述的一种变电站高频电磁噪声监测系统，其特征在于，所述基座（11）与变电站竖直方向的棱线的间距为变电站的对角线长度的2倍以上。5.根据权利要求4所述的一种变电站高频电磁噪声监测系统，其特征在于，所述升降机构（12）包括套筒顶升机构（121）和若干壳体（122）；套筒顶升机构（121）的一端与基座（11）远离地面的端面固定连接，套筒顶升机构（121）沿着远离基座（11）的方向竖直向外延伸；若干壳体（122）顺次嵌套设置在套筒顶升机构（121）远离基座（11）的端面上，相邻的壳体（122）可滑动连接；位于最内侧的壳体（122）与套筒顶升机构（121）的活动端固定连接，壳体（122）朝向变电站一侧端面设置有接收传感器（13）、信号调理单元（2）和输出处理单元（3）。6.根据权利要求5所述的一种变电站高频电磁噪声监测系统，其特征在于，位于不同的变电站的对角线所在平面上的接收单元（1）的接收传感器（13）距地面的高度不完全相同。7.根据权利要求5所述的一种变电站高频电磁噪声监测系统，其特征在于，所述若干壳体（122）靠近变电站的的一侧端面设置有电磁波吸收层，若干壳体（122）远离变电站的的一侧端面设置有电磁波反射层。8.根据权利要求7所述的一种变电站高频电磁噪声监测系统，其特征在于，所述信号调理单元（2）包括带通滤波器和至少一个低噪放大器LNA，带通滤波器的输入端与接收传感器（13）的输出端信号连接，带通滤波器...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈曦，郭江华，杭翠翠，刘平，王晟，熊志，张焱哲，
申请(专利权)人：武汉大学，
类型：发明
国别省市：