專(zhuān)利名稱(chēng)：電力設(shè)備局部放電特高頻檢測(cè)診斷系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型屬于電力設(shè)備的局部放電監(jiān)測(cè)技術(shù)領(lǐng)域，尤其是涉及一種電力設(shè)備局部放電特高頻檢測(cè)診斷系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
電力設(shè)備的局部放電在線監(jiān)測(cè)技術(shù)是及時(shí)發(fā)現(xiàn)事故隱患、提高供電可靠性的重要手段，因此研究電力設(shè)備局部放電在線監(jiān)測(cè)技術(shù)具有重要的意義。現(xiàn)有技術(shù)中的局部放電特高頻在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，通常是通過(guò)特高頻傳感器接收局部放電產(chǎn)生的特高頻信號(hào)，再由信號(hào)接收機(jī)對(duì)特高頻傳感器所輸出的信號(hào)進(jìn)行濾波、放大、提取放電信號(hào)峰值和相位等處理， 并通過(guò)高速數(shù)據(jù)采集卡將數(shù)據(jù)傳送至工業(yè)控制計(jì)算機(jī)，最終利用局域網(wǎng)絡(luò)和無(wú)線網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)傳輸技術(shù)在用戶(hù)終端實(shí)現(xiàn)對(duì)局部放電的在線監(jiān)測(cè)?，F(xiàn)有技術(shù)所存在的缺陷和不足是1、單CPU處理多通道數(shù)據(jù)，數(shù)據(jù)采集傳輸和處理時(shí)間要比實(shí)際信號(hào)有效時(shí)間長(zhǎng)的多，實(shí)時(shí)性差，處理時(shí)間長(zhǎng)，處理一秒的放電信號(hào)要用數(shù)十秒到數(shù)分鐘時(shí)間，突發(fā)性放電易被漏掉，監(jiān)測(cè)的可靠性差。2、采用工控機(jī)和數(shù)據(jù)采集卡構(gòu)成系統(tǒng)，系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)的成本高，穩(wěn)定性差，故障率高， 維護(hù)成本高。

實(shí)用新型內(nèi)容本實(shí)用新型所要解決的技術(shù)問(wèn)題在于針對(duì)上述現(xiàn)有技術(shù)中的不足，提供一種電力設(shè)備局部放電特高頻檢測(cè)診斷系統(tǒng)，其集成度高，靈敏度高，可靠性高，抗干擾能力強(qiáng)，功耗低，使用壽命長(zhǎng)，穩(wěn)定性高，故障率低，維護(hù)成本低，使用安裝方便。為解決上述技術(shù)問(wèn)題，本實(shí)用新型采用的技術(shù)方案是一種電力設(shè)備局部放電特高頻檢測(cè)診斷系統(tǒng)，其特征在于包括依次連接的用于采集電力設(shè)備局部放電所產(chǎn)生的電磁信號(hào)的特高頻傳感器、用于對(duì)特高頻傳感器所輸出的信號(hào)進(jìn)行放大和濾波預(yù)處理的信號(hào)預(yù)處理模塊、用于將信號(hào)預(yù)處理模塊所輸出的模擬信號(hào)轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號(hào)的A/D轉(zhuǎn)換模塊、 用于對(duì)A/D轉(zhuǎn)換模塊所輸出的信號(hào)進(jìn)行分析篩選并按一定格式組幀的FPGA數(shù)字處理模塊和用于對(duì)FPGA數(shù)字處理模塊所輸出的信號(hào)進(jìn)行處理及傳輸?shù)腃PU模塊，還包括為系統(tǒng)中各用電單元供電的電源管理模塊，所述FPGA數(shù)字處理模塊的輸入端接用于對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行外部觸發(fā)的工頻相位輸入接口電路模塊，所述CPU模塊的輸出端接用于輸出控制信號(hào)給信號(hào)預(yù)處理模塊的RS485接口電路模塊和用于下載程序的RS232接口電路模塊，所述RS485接口電路模塊接信號(hào)預(yù)處理模塊，所述CPU模塊通過(guò)光纖通信系統(tǒng)與服務(wù)器連接并進(jìn)行雙向通信，所述光纖通信系統(tǒng)包括與CPU模塊相接的光纖通信模塊一、與服務(wù)器相接的光纖通信模塊二和用于實(shí)現(xiàn)光纖通信模塊一與光纖通信模塊二間數(shù)據(jù)傳輸?shù)墓饫w，所述服務(wù)器與上位機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)相接并進(jìn)行雙向通信。上述的電力設(shè)備局部放電特高頻檢測(cè)診斷系統(tǒng)，其特征在于所述特高頻傳感器的帶寬為300MHz 1500MHz。[0008]上述的電力設(shè)備局部放電特高頻檢測(cè)診斷系統(tǒng)，其特征在于所述A/D轉(zhuǎn)換模塊包括兩塊高速ADC芯片ADS62C15。上述的電力設(shè)備局部放電特高頻檢測(cè)診斷系統(tǒng)，其特征在于所述FPGA數(shù)字處理模塊為Altera公司生產(chǎn)的CycloneIII系列芯片EP3C55F484C8。上述的電力設(shè)備局部放電特高頻檢測(cè)診斷系統(tǒng)，其特征在于所述CPU模塊為基于ARM9的微處理器芯片AT91RM9200。上述的電力設(shè)備局部放電特高頻檢測(cè)診斷系統(tǒng)，其特征在于所述服務(wù)器與上位機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)通過(guò)以太網(wǎng)相接并進(jìn)行雙向通信。本實(shí)用新型與現(xiàn)有技術(shù)相比具有以下優(yōu)點(diǎn)1.本實(shí)用新型采用超寬頻帶的特高頻傳感了器，設(shè)計(jì)了獨(dú)特的信號(hào)預(yù)處理模塊和相應(yīng)的FPGA數(shù)字處理模塊和CPU模塊，集混頻技術(shù)和數(shù)字處理技術(shù)為一體，集成度高，能有效地避開(kāi)電暈等干擾信號(hào)的影響，克服傳統(tǒng)局部放電在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)抗干擾能力差的缺點(diǎn)， 大大提高了系統(tǒng)的靈敏度、可靠性和抗干擾能力。2.本實(shí)用新型中所采用的特高頻傳感器能夠帶電安裝，安裝方便，耐高溫，使用壽命長(zhǎng)。3.本實(shí)用新型中采用兩塊高速ADC芯片、FPGA數(shù)字處理模塊和CPU模塊構(gòu)成高增益寬頻帶大動(dòng)態(tài)范圍的信號(hào)接收機(jī)，帶寬在300MHz 1500MHz，對(duì)局放特高頻信號(hào)的處理能力綽綽有余；對(duì)經(jīng)過(guò)預(yù)處理后的高頻信號(hào)進(jìn)行采集和處理，采集處理過(guò)程能做到實(shí)時(shí)無(wú)縫，任意時(shí)間即使只發(fā)生一次的的放電也會(huì)被捕捉記錄下來(lái)，通過(guò)光纖通信系統(tǒng)將數(shù)據(jù)保存到數(shù)據(jù)服務(wù)器上，可靠性高。5.本實(shí)用新型能夠通過(guò)數(shù)據(jù)積累，智能判斷發(fā)生放電的故障類(lèi)型，實(shí)時(shí)報(bào)警，對(duì)變壓器、電抗器等電力設(shè)備絕緣狀況進(jìn)行連續(xù)在線監(jiān)測(cè)。6.本實(shí)用新型的功耗低，使用壽命能夠達(dá)到10年以上，使用壽命長(zhǎng)，穩(wěn)定性高，故障率低，維護(hù)成本低。綜上所述，本實(shí)用新型集成度高，靈敏度高，可靠性高，抗干擾能力強(qiáng)，功耗低，使用壽命長(zhǎng)，穩(wěn)定性高，故障率低，維護(hù)成本低，使用安裝方便，解決了現(xiàn)有技術(shù)所存在的實(shí)時(shí)性差、可靠性差、成本高、穩(wěn)定性差、故障率高、維護(hù)成本高等缺陷和不足。下面通過(guò)附圖和實(shí)施例，對(duì)本實(shí)用新型的技術(shù)方案做進(jìn)一步的詳細(xì)描述。

圖1為本實(shí)用新型的電路框圖。附圖標(biāo)記說(shuō)明1-特高頻傳感器； 2-信號(hào)預(yù)處理模塊；3-A/D轉(zhuǎn)換模塊；4-FPGA數(shù)字處理模塊；5-CPU模塊；6_電源管理模塊；7-工頻相位輸入接口電路模塊；8-RS485接口電路模塊； 9-RS232接口電路模塊；10-光纖通信系統(tǒng)；10-1-光纖通信模塊一； 10-2-光纖；10-3-光纖通信模塊二 ； 11-服務(wù)器；12-上位機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)。
具體實(shí)施方式
如圖1所示，本實(shí)用新型包括依次連接的用于采集電力設(shè)備局部放電所產(chǎn)生的電磁信號(hào)的特高頻傳感器1、用于對(duì)特高頻傳感器1所輸出的信號(hào)進(jìn)行放大和濾波預(yù)處理的信號(hào)預(yù)處理模塊2、用于將信號(hào)預(yù)處理模塊2所輸出的模擬信號(hào)轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號(hào)的A/D轉(zhuǎn)換模塊3、用于對(duì)A/D轉(zhuǎn)換模塊3所輸出的信號(hào)進(jìn)行分析篩選并按一定格式組幀的FPGA數(shù)字處理模塊4和用于對(duì)FPGA數(shù)字處理模塊4所輸出的信號(hào)進(jìn)行處理及傳輸?shù)腃PU模塊5，還包括為系統(tǒng)中各用電單元供電的電源管理模塊6，所述FPGA數(shù)字處理模塊4的輸入端接用于對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行外部觸發(fā)的工頻相位輸入接口電路模塊7，所述CPU模塊的輸出端接用于輸出控制信號(hào)給信號(hào)預(yù)處理模塊2的RS485接口電路模塊8和用于下載程序的RS232接口電路模塊9，所述RS485接口電路模塊8接信號(hào)預(yù)處理模塊2，所述CPU模塊5通過(guò)光纖通信系統(tǒng)10與服務(wù)器11連接并進(jìn)行雙向通信，所述光纖通信系統(tǒng)10包括與CPU模塊5相接的光纖通信模塊一 10-1、與服務(wù)器11相接的光纖通信模塊二 10-3和用于實(shí)現(xiàn)光纖通信模塊一 10-1與光纖通信模塊二 10-3間數(shù)據(jù)傳輸?shù)墓饫w10-2，所述服務(wù)器11與上位機(jī)監(jiān)控系統(tǒng) 12相接并進(jìn)行雙向通信。如圖1所示，本實(shí)施例中，所述特高頻傳感器1的帶寬為300MHz 1500MHz，超寬頻帶，能夠帶電安裝，安裝方便，耐高溫，使用壽命長(zhǎng)。所述A/D轉(zhuǎn)換模塊3包括兩塊高速ADC 芯片ADS62C15，為雙通道11位的高速模數(shù)轉(zhuǎn)換器，最高采樣頻率高達(dá)125MSPS。所述FPGA 數(shù)字處理模塊4為Altera公司生產(chǎn)的CycloneIII系列芯片EP3C55F484C8。所述CPU模塊 5為基于ARM9的微處理器芯片AT91RM9200。所述服務(wù)器11與上位機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)12通過(guò)以太網(wǎng)相接并進(jìn)行雙向通信。本實(shí)用新型的工作原理及工作過(guò)程是特高頻傳感器1接收電力設(shè)備局部放電所產(chǎn)生的特高頻信號(hào)，再由信號(hào)預(yù)處理模塊2對(duì)特高頻傳感器1所輸出的信號(hào)進(jìn)行濾波和放大預(yù)處理，A/D轉(zhuǎn)換模塊3接收信號(hào)預(yù)處理模塊2所輸出的模擬信號(hào)并將之轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號(hào)后輸出給FPGA數(shù)字處理模塊4，F(xiàn)PGA數(shù)字處理模塊4接收A/D轉(zhuǎn)換模塊3所輸出的信號(hào)、 進(jìn)行分析篩選并按一定格式組幀后輸出給CPU模塊5，CPU模塊5接收FPGA數(shù)字處理模塊 4所輸出的信號(hào)并進(jìn)行處理后通過(guò)光纖通信系統(tǒng)10傳輸給服務(wù)器11進(jìn)行保存，利用上位機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)12能夠?qū)崟r(shí)地與服務(wù)器10通信并監(jiān)測(cè)電力設(shè)備的局部放電，通過(guò)數(shù)據(jù)積累能判斷發(fā)生放電的故障類(lèi)型，實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)報(bào)警等功能。其中，RS485接口電路模塊8用于實(shí)現(xiàn)CPU 模塊5與信號(hào)預(yù)處理模塊2之間的通信，由CPU模塊5控制信號(hào)預(yù)處理模塊2的工作參數(shù)和狀態(tài)；RS232接口電路模塊9用于調(diào)試或下載CPU模塊5中的程序；通過(guò)工頻相位輸入接口電路模塊7能夠?qū)ο到y(tǒng)進(jìn)行外部觸發(fā)，同時(shí)，系統(tǒng)還具有內(nèi)部觸發(fā)的功能，使用操作方便。以上所述，僅是本實(shí)用新型的較佳實(shí)施例，并非對(duì)本實(shí)用新型作任何限制，凡是根據(jù)本實(shí)用新型技術(shù)實(shí)質(zhì)對(duì)以上實(shí)施例所作的任何簡(jiǎn)單修改、變更以及等效結(jié)構(gòu)變化，均仍屬于本實(shí)用新型技術(shù)方案的保護(hù)范圍內(nèi)。
權(quán)利要求1.一種電力設(shè)備局部放電特高頻檢測(cè)診斷系統(tǒng)，其特征在于包括依次連接的用于采集電力設(shè)備局部放電所產(chǎn)生的電磁信號(hào)的特高頻傳感器(1)、用于對(duì)特高頻傳感器(1)所輸出的信號(hào)進(jìn)行放大和濾波預(yù)處理的信號(hào)預(yù)處理模塊O)、用于將信號(hào)預(yù)處理模塊(2)所輸出的模擬信號(hào)轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號(hào)的A/D轉(zhuǎn)換模塊(3)、用于對(duì)A/D轉(zhuǎn)換模塊C3)所輸出的信號(hào)進(jìn)行分析篩選并按一定格式組幀的FPGA數(shù)字處理模塊(4)和用于對(duì)FPGA數(shù)字處理模塊 (4)所輸出的信號(hào)進(jìn)行處理及傳輸?shù)腃PU模塊(5)，還包括為系統(tǒng)中各用電單元供電的電源管理模塊(6)，所述FPGA數(shù)字處理模塊的輸入端接用于對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行外部觸發(fā)的工頻相位輸入接口電路模塊(7)，所述CPU模塊的輸出端接用于輸出控制信號(hào)給信號(hào)預(yù)處理模塊 (2)的RS485接口電路模塊(8)和用于下載程序的RS232接口電路模塊(9)，所述RS485接口電路模塊( 接信號(hào)預(yù)處理模塊O)，所述CPU模塊( 通過(guò)光纖通信系統(tǒng)(10)與服務(wù)器(11)連接并進(jìn)行雙向通信，所述光纖通信系統(tǒng)(10)包括與CPU模塊( 相接的光纖通信模塊一(10-1)、與服務(wù)器(11)相接的光纖通信模塊二(10- 和用于實(shí)現(xiàn)光纖通信模塊一 (10-1)與光纖通信模塊二(10- 間數(shù)據(jù)傳輸?shù)墓饫w(10-2)，所述服務(wù)器(11)與上位機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)(12)相接并進(jìn)行雙向通信。
2.按照權(quán)利要求1所述的電力設(shè)備局部放電特高頻檢測(cè)診斷系統(tǒng)，其特征在于所述特高頻傳感器(1)的帶寬為300MHz 1500MHz。
3.按照權(quán)利要求1所述的電力設(shè)備局部放電特高頻檢測(cè)診斷系統(tǒng)，其特征在于所述 A/D轉(zhuǎn)換模塊(3)包括兩塊高速ADC芯片ADS62C15。
4.按照權(quán)利要求1所述的電力設(shè)備局部放電特高頻檢測(cè)診斷系統(tǒng)，其特征在于所述 FPGA數(shù)字處理模塊(4)為Altera公司生產(chǎn)的CycloneIII系列芯片EP3C55F484C8。
5.按照權(quán)利要求1所述的電力設(shè)備局部放電特高頻檢測(cè)診斷系統(tǒng)，其特征在于所述 CPU模塊(5)為基于ARM9的微處理器芯片AT91RM9200。
6.按照權(quán)利要求1所述的電力設(shè)備局部放電特高頻檢測(cè)診斷系統(tǒng)，其特征在于所述服務(wù)器(11)與上位機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)(1 通過(guò)以太網(wǎng)相接并進(jìn)行雙向通信。
專(zhuān)利摘要本實(shí)用新型公開(kāi)了一種電力設(shè)備局部放電特高頻檢測(cè)診斷系統(tǒng)，包括依次連接的特高頻傳感器、信號(hào)預(yù)處理模塊、A/D轉(zhuǎn)換模塊、FPGA數(shù)字處理模塊和CPU模塊，還包括電源管理模塊，F(xiàn)PGA數(shù)字處理模塊的輸入端接工頻相位輸入接口電路模塊，CPU模塊的輸出端接RS485接口電路模塊和RS232接口電路模塊，RS485接口電路模塊接信號(hào)預(yù)處理模塊，CPU模塊通過(guò)光纖通信系統(tǒng)與服務(wù)器連接并進(jìn)行雙向通信，光纖通信系統(tǒng)包括光纖通信模塊一、光纖通信模塊二和光纖，服務(wù)器與上位機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)相接并進(jìn)行雙向通信。本實(shí)用新型集成度高，靈敏度高，可靠性高，抗干擾能力強(qiáng)，使用壽命長(zhǎng)，穩(wěn)定性高，故障率低，維護(hù)成本低，使用安裝方便。
文檔編號(hào)G01R31/12GK202013403SQ201120115708
公開(kāi)日2011年10月19日 申請(qǐng)日期2011年4月19日 優(yōu)先權(quán)日2011年4月19日
發(fā)明者劉永飄, 彭飛翔, 袁鵬 申請(qǐng)人:陜西邊沿科技有限公司