【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及电力设备状态监测，并且更具体地，涉及一种提升换流变局部放电超声监测抗干扰能力的监测系统。
技术介绍
1、换流变压器等高压电气设备作为电力系统的核心器件，其自身的可靠运行对于电网统的稳定运行极为关键。电气设备绝缘水平降低引起的故障在电气故障中占比较大，而发生绝缘故障后往往会引起更为严重的安全事故。光纤超声法检测是较为实用检测换流变内部局部放电的方法。
2、对于超声传感器而言，光纤超声传感技术在微弱信号检测和灵敏度方面更具有优势，但高灵敏度的同时也更易受检测系统光源噪声、移频噪声、电路噪声等噪声的干扰。激光器内原子的热运动以及外部扰动会导致受激辐射产生光子频率差异，导致光源噪声。当光纤超声信号经过声光调制器进行移频时，由于器件制造工艺以及外部驱动信号的偏差，会引入移频噪声。光电探测器和采集卡在工作过程中会产生热噪声、量化噪声、散粒噪声，统称为电路噪声。从而存在换流变超声局放检测过程中噪声影响局部放电信号完整性以及准确性的技术问题。
技术实现思路
1、针对现有技术的不足，本专利技术提供一种提升换流变局部放电超声监测抗干扰能力的监测系统。
2、根据本专利技术的一个方面，提供了一种提升换流变局部放电超声监测抗干扰能力的监测系统，包括：
3、激光器、第一耦合器、测量光纤、参考光纤、环形器、法拉第旋镜、第二耦合器、声光调制器、平衡光电探测器、功分器、射频驱动信号、rf增益相位检波器以及信号采集系统，其中
4、第一耦合器将激光器发出的连
5、可选地，rf增益相位检波器采用ad8302集成芯片，用于射频和中频信号的幅度比和相位差检测。
6、可选地，rf增益相位检波器的相位差响应表示为输出电压信号与两路输入信号相位差成正比，其中g为rf增益相位检波器的“输出电压/输入相位差”灵敏度，为低环境噪声引起的低频信号，表征超声信号。
7、可选地，激光器为半导体激光器，半导体激光器的线宽应小于预设阈值。
8、可选地，光电探测器输出的测量信号为电学同步参考信号为式中，为相位噪声；f1＝200mhz，为aom引入的固定频移；传感光的相位变化量，t为时间，为干涉光相位常量。
9、根据本专利技术的另一个方面，提供了一种提升换流变局部放电超声监测抗干扰能力的监测方法，包括：
10、将激光器发出的连续窄带光经第一耦合器均分成测量换流变压器局部放电超声信号的传感光信号以及参考光信号；
11、测量超声信号后的传感光信号与参考光信号发生干涉，获取两束干涉光；
12、对两束干涉光进行差分检测，获取测量信号；
13、对电学同步参考信号和测量信号进行差分处理，获取换流变压器的局部放电超声信号。
14、可选地，将激光器发出的连续窄带光经第一耦合器均分成测量换流变压器局部放电超声信号的传感光信号以及参考光信号，包括：
15、经第一耦合器均激光器发出的连续窄带光均分成第一窄带光和第二窄带光，其中第一窄带光进入干涉结构的参考光纤，获取传感光信号，第二窄带光经过环形器进入测量光纤，获取参考光信号。
16、可选地，测量超声信号后的传感光信号与参考光信号发生干涉，获取两束干涉光，包括：
17、利用法拉第旋镜将包含超声信号的传感光反射后沿原光路返回，经过环形器进入第二耦合器；
18、利用声光调制器对参考光信号产生固定频移后进入第二耦合器与传感光信号发生干涉，获取两束光信号。
19、可选地，对两束干涉光进行差分检测，获取测量信号，包括：
20、由平衡光电探测器将两束干涉光进行差分检测，输出测量信号。
21、可选地，对电学同步参考信号和测量信号进行差分处理，获取换流变压器的局部放电超声信号，包括：
22、利用功分器将射频驱动信号均分成第一驱动信号和第二驱动信号，第一驱动信号用来驱动声光调制器，第二驱动信号作为电学同步参考信号进入rf增益相位检波器；
23、通过rf增益相位检波器对测量信号与电学同步参考信号的相位量作差处理，获取换流变压器的局部放电超声信号。
24、可选地，测量信号为：
25、
26、电学同步参考信号为：
27、
28、式中，为相位噪声；f1＝200mhz，为aom引入的固定频移；传感光的相位变化量，t为时间，为干涉光相位常量。
29、从而，本专利技术提出了一种提升换流变局部放电超声监测抗干扰能力的方法，通过分析光在系统中的传输过程的噪声干扰，提出了基于电学同步参考的干涉相位硬件解调方法利用rf增益相位检波器直接解调测量信号和参考信号，信号输出波形直接为超声波形，不需要进行数据处理。在消除移频噪声干扰的同时，采样率从百mhz降低至百khz(超声频段)，保证了局放信号采集的实时性。
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1.一种提升换流变局部放电超声监测抗干扰能力的监测系统，其特征在于，包括：激光器、第一耦合器、测量光纤、参考光纤、环形器、法拉第旋镜、第二耦合器、声光调制器、平衡光电探测器、功分器、射频驱动信号、RF增益相位检波器以及信号采集系统，其中
2.根据权利要求1所述的换流变局部放电超声监测系统，其特征在于，所述RF增益相位检波器采用AD8302集成芯片，用于射频和中频信号的幅度比和相位差检测。
3.根据权利要求1所述的换流变局部放电超声监测系统，其特征在于，所述RF增益相位检波器的相位差响应表示为输出电压信号与两路输入信号相位差成正比，其中G为RF增益相位检波器的输出电压/输入相位差灵敏度，为低环境噪声引起的低频信号，表征超声信号。
4.根据权利要求1所述的换流变局部放电超声监测系统，其特征在于，所述激光器为半导体激光器，所述半导体激光器的线宽应小于预设阈值。
5.根据权利要求1所述的换流变局部放电超声监测系统，其特征在于，所述光电探测器输出的测量信号为所述电学同步参考信号为式中，为相位噪声；f1＝200MHz，为AOM引入的固定频移；传
6.根据权利要求1-5所述的换流变局部放电超声监测系统实现的换流变压器局部放电超声监测方法，其特征在于，包括：
7.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，将激光器发出的连续窄带光经第一耦合器均分成测量换流变压器局部放电超声信号的传感光信号以及参考光信号，包括：
8.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，测量超声信号后的所述传感光信号与所述参考光信号发生干涉，获取两束干涉光，包括：
9.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，对所述两束干涉光进行差分检测，获取测量信号，包括：
10.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，对所述电学同步参考信号和所述测量信号进行差分处理，获取所述换流变压器的局部放电超声信号，包括：
11.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，所述测量信号为：
...【技术特征摘要】
1.一种提升换流变局部放电超声监测抗干扰能力的监测系统，其特征在于，包括：激光器、第一耦合器、测量光纤、参考光纤、环形器、法拉第旋镜、第二耦合器、声光调制器、平衡光电探测器、功分器、射频驱动信号、rf增益相位检波器以及信号采集系统，其中
2.根据权利要求1所述的换流变局部放电超声监测系统，其特征在于，所述rf增益相位检波器采用ad8302集成芯片，用于射频和中频信号的幅度比和相位差检测。
3.根据权利要求1所述的换流变局部放电超声监测系统，其特征在于，所述rf增益相位检波器的相位差响应表示为输出电压信号与两路输入信号相位差成正比，其中g为rf增益相位检波器的输出电压/输入相位差灵敏度，为低环境噪声引起的低频信号，表征超声信号。
4.根据权利要求1所述的换流变局部放电超声监测系统，其特征在于，所述激光器为半导体激光器，所述半导体激光器的线宽应小于预设阈值。
5.根据权利要求1所述的换流变局部放电超声监测系统，其特征在于，所述光电探测器输出...
【专利技术属性】
技术研发人员：常文治，高婷玉，韩晨磊，袁帅，毕建刚，许渊，于浩，杜非，王广真，姜金鹏，弓艳朋，任雨桐，
申请(专利权)人：中国电力科学研究院有限公司，
类型：发明
国别省市：
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