电力设备局部放电特高频检测诊断系统技术方案

本实用新型专利技术公开了一种电力设备局部放电特高频检测诊断系统，包括依次连接的特高频传感器、信号预处理模块、A/D转换模块、FPGA数字处理模块和CPU模块，还包括电源管理模块，FPGA数字处理模块的输入端接工频相位输入接口电路模块，CPU模块的输出端接RS485接口电路模块和RS232接口电路模块，RS485接口电路模块接信号预处理模块，CPU模块通过光纤通信系统与服务器连接并进行双向通信，光纤通信系统包括光纤通信模块一、光纤通信模块二和光纤，服务器与上位机监控系统相接并进行双向通信。本实用新型专利技术集成度高，灵敏度高，可靠性高，抗干扰能力强，使用寿命长，稳定性高，故障率低，维护成本低，使用安装方便。（*该技术在2021年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本技术属于电力设备的局部放电监测
，尤其是涉及一种电力设备局部放电特高频检测诊断系统。
技术介绍
电力设备的局部放电在线监测技术是及时发现事故隐患、提高供电可靠性的重要手段，因此研究电力设备局部放电在线监测技术具有重要的意义。现有技术中的局部放电特高频在线监测系统，通常是通过特高频传感器接收局部放电产生的特高频信号，再由信号接收机对特高频传感器所输出的信号进行滤波、放大、提取放电信号峰值和相位等处理， 并通过高速数据采集卡将数据传送至工业控制计算机，最终利用局域网络和无线网络数据传输技术在用户终端实现对局部放电的在线监测。现有技术所存在的缺陷和不足是1、单CPU处理多通道数据，数据采集传输和处理时间要比实际信号有效时间长的多，实时性差，处理时间长，处理一秒的放电信号要用数十秒到数分钟时间，突发性放电易被漏掉，监测的可靠性差。2、采用工控机和数据采集卡构成系统，系统实现的成本高，稳定性差，故障率高， 维护成本高。
技术实现思路
本技术所要解决的技术问题在于针对上述现有技术中的不足，提供一种电力设备局部放电特高频检测诊断系统，其集成度高，灵敏度高，可靠性高，抗干扰能力强，功耗低，使用寿命长，稳定性高，故障率低，维护成本低，使用安装方便。为解决上述技术问题，本技术采用的技术方案是一种电力设备局部放电特高频检测诊断系统，其特征在于包括依次连接的用于采集电力设备局部放电所产生的电磁信号的特高频传感器、用于对特高频传感器所输出的信号进行放大和滤波预处理的信号预处理模块、用于将信号预处理模块所输出的模拟信号转换成数字信号的A/D转换模块、 用于对A/D转换模块所输出的信号进行分析筛选并按一定格式组帧的FPGA数字处理模块和用于对FPGA数字处理模块所输出的信号进行处理及传输的CPU模块，还包括为系统中各用电单元供电的电源管理模块，所述FPGA数字处理模块的输入端接用于对系统进行外部触发的工频相位输入接口电路模块，所述CPU模块的输出端接用于输出控制信号给信号预处理模块的RS485接口电路模块和用于下载程序的RS232接口电路模块，所述RS485接口电路模块接信号预处理模块，所述CPU模块通过光纤通信系统与服务器连接并进行双向通信，所述光纤通信系统包括与CPU模块相接的光纤通信模块一、与服务器相接的光纤通信模块二和用于实现光纤通信模块一与光纤通信模块二间数据传输的光纤，所述服务器与上位机监控系统相接并进行双向通信。上述的电力设备局部放电特高频检测诊断系统，其特征在于所述特高频传感器的带宽为300MHz 1500MHz。上述的电力设备局部放电特高频检测诊断系统，其特征在于所述A/D转换模块包括两块高速ADC芯片ADS62C15。上述的电力设备局部放电特高频检测诊断系统，其特征在于所述FPGA数字处理模块为Altera公司生产的CycloneIII系列芯片EP3C55F484C8。上述的电力设备局部放电特高频检测诊断系统，其特征在于所述CPU模块为基于ARM9的微处理器芯片AT91RM9200。上述的电力设备局部放电特高频检测诊断系统，其特征在于所述服务器与上位机监控系统通过以太网相接并进行双向通信。本技术与现有技术相比具有以下优点1.本技术采用超宽频带的特高频传感了器，设计了独特的信号预处理模块和相应的FPGA数字处理模块和CPU模块，集混频技术和数字处理技术为一体，集成度高，能有效地避开电晕等干扰信号的影响，克服传统局部放电在线监测系统抗干扰能力差的缺点， 大大提高了系统的灵敏度、可靠性和抗干扰能力。2.本技术中所采用的特高频传感器能够带电安装，安装方便，耐高温，使用寿命长。3.本技术中采用两块高速ADC芯片、FPGA数字处理模块和CPU模块构成高增益宽频带大动态范围的信号接收机，带宽在300MHz 1500MHz，对局放特高频信号的处理能力绰绰有余；对经过预处理后的高频信号进行采集和处理，采集处理过程能做到实时无缝，任意时间即使只发生一次的的放电也会被捕捉记录下来，通过光纤通信系统将数据保存到数据服务器上，可靠性高。5.本技术能够通过数据积累，智能判断发生放电的故障类型，实时报警，对变压器、电抗器等电力设备绝缘状况进行连续在线监测。6.本技术的功耗低，使用寿命能够达到10年以上，使用寿命长，稳定性高，故障率低，维护成本低。综上所述，本技术集成度高，灵敏度高，可靠性高，抗干扰能力强，功耗低，使用寿命长，稳定性高，故障率低，维护成本低，使用安装方便，解决了现有技术所存在的实时性差、可靠性差、成本高、稳定性差、故障率高、维护成本高等缺陷和不足。下面通过附图和实施例，对本技术的技术方案做进一步的详细描述。附图说明图1为本技术的电路框图。附图标记说明1-特高频传感器； 2-信号预处理模块；3-A/D转换模块；4-FPGA数字处理模块；5-CPU模块；6_电源管理模块；7-工频相位输入接口电路模块；8-RS485接口电路模块； 9-RS232接口电路模块；10-光纤通信系统；10-1-光纤通信模块一； 10-2-光纤；10-3-光纤通信模块二 ； 11-服务器；12-上位机监控系统。具体实施方式如图1所示，本技术包括依次连接的用于采集电力设备局部放电所产生的电磁信号的特高频传感器1、用于对特高频传感器1所输出的信号进行放大和滤波预处理的信号预处理模块2、用于将信号预处理模块2所输出的模拟信号转换成数字信号的A/D转换模块3、用于对A/D转换模块3所输出的信号进行分析筛选并按一定格式组帧的FPGA数字处理模块4和用于对FPGA数字处理模块4所输出的信号进行处理及传输的CPU模块5，还包括为系统中各用电单元供电的电源管理模块6，所述FPGA数字处理模块4的输入端接用于对系统进行外部触发的工频相位输入接口电路模块7，所述CPU模块的输出端接用于输出控制信号给信号预处理模块2的RS485接口电路模块8和用于下载程序的RS232接口电路模块9，所述RS485接口电路模块8接信号预处理模块2，所述CPU模块5通过光纤通信系统10与服务器11连接并进行双向通信，所述光纤通信系统10包括与CPU模块5相接的光纤通信模块一 10-1、与服务器11相接的光纤通信模块二 10-3和用于实现光纤通信模块一 10-1与光纤通信模块二 10-3间数据传输的光纤10-2，所述服务器11与上位机监控系统 12相接并进行双向通信。如图1所示，本实施例中，所述特高频传感器1的带宽为300MHz 1500MHz，超宽频带，能够带电安装，安装方便，耐高温，使用寿命长。所述A/D转换模块3包括两块高速ADC 芯片ADS62C15，为双通道11位的高速模数转换器，最高采样频率高达125MSPS。所述FPGA 数字处理模块4为Altera公司生产的CycloneIII系列芯片EP3C55F484C8。所述CPU模块 5为基于ARM9的微处理器芯片AT91RM9200。所述服务器11与上位机监控系统12通过以太网相接并进行双向通信。本技术的工作原理及工作过程是特高频传感器1接收电力设备局部放电所产生的特高频信号，再由信号预处理模块2对特高频传感器1所输出的信号进行滤波和放大预处理，A/D转换模块3本文档来自技高网...

【技术保护点】
１．一种电力设备局部放电特高频检测诊断系统，其特征在于：包括依次连接的用于采集电力设备局部放电所产生的电磁信号的特高频传感器（１）、用于对特高频传感器（１）所输出的信号进行放大和滤波预处理的信号预处理模块（２）、用于将信号预处理模块（２）所输出的模拟信号转换成数字信号的Ａ／Ｄ转换模块（３）、用于对Ａ／Ｄ转换模块（３）所输出的信号进行分析筛选并按一定格式组帧的ＦＰＧＡ数字处理模块（４）和用于对ＦＰＧＡ数字处理模块（４）所输出的信号进行处理及传输的ＣＰＵ模块（５），还包括为系统中各用电单元供电的电源管理模块（６），所述ＦＰＧＡ数字处理模块（４）的输入端接用于对系统进行外部触发的工频相位输入接口电路模块（７），所述ＣＰＵ模块的输出端接用于输出控制信号给信号预处理模块（２）的ＲＳ４８５接口电路模块（８）和用于下载程序的ＲＳ２３２接口电路模块（９），所述ＲＳ４８５接口电路模块（８）接信号预处理模块（２），所述ＣＰＵ模块（５）通过光纤通信系统（１０）与服务器（１１）连接并进行双向通信，所述光纤通信系统（１０）包括与ＣＰＵ模块（５）相接的光纤通信模块一（１０－１）、与服务器（１１）相接的光纤通信模块二（１０－３）和用于实现光纤通信模块一（１０－１）与光纤通信模块二（１０－３）间数据传输的光纤（１０－２），所述服务器（１１）与上位机监控系统（１２）相接并进行双向通信。...

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：彭飞翔，袁鹏，刘永飘，
申请(专利权)人：陕西边沿科技有限公司，
类型：实用新型
国别省市：87