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一种变电站高压室设备状态在线监测系统

阅读：39发布：2020-05-11

专利汇可以提供一种变电站高压室设备状态在线监测系统专利检索，专利查询，专利分析的服务。并且本实用新型公开了一种变电站高压室设备状态在线监测系统，涉及电气监控设备技术领域，本实用新型包括在线检测单元、信号处理单元、数据分析单元和后台监测计算机，在线检测单元负责对变电站高压室设备局放状态进行实时检测，得到复杂超声波信号并将其放大后传递到信号处理单元；信号处理单元负责对复杂超声波信号进行除噪、分解，得到精准超声波信号传递到数据分析单元；数据分析单元负责对接收到的精准超声波信号依次进行信号分析、模数转换，得到检测结果，传递到后台监测计算机；后台监测计算机负责实时显示检测结果，定期保存接收到的检测结果，本实用新型能够实现对实际采样干扰的有效抑制，能够确保采样、检测结果的准确性。，下面是一种变电站高压室设备状态在线监测系统专利的具体信息内容。

权利要求

1.一种变电站高压室设备状态在线监测系统，包括在线检测单元、信号处理单元、数据分析单元和后台监测计算机，其特征在于：
在线检测单元：负责对变电站高压室设备局放状态进行实时检测，得到复杂超声波信号并将其放大后传递到信号处理单元；
信号处理单元：负责对复杂超声波信号进行除噪、分解，得到精准超声波信号传递到数据分析单元；
数据分析单元：负责对接收到的精准超声波信号依次进行信号分析、模数转换，得到检测结果，传递到后台监测计算机；
后台监测计算机：负责实时显示检测结果，定期保存接收到的检测结果，用于运维人员查阅分析和工况回溯。
2.根据权利要求1所述的一种变电站高压室设备状态在线监测系统，其特征在于：所述在线检测单元包括小电容压电传感器和电荷放大器，所述小电容压电传感器用于采集变电站高压室设备局部放电所辐射出的掺杂有随机噪声的复杂超声波信号，电荷放大器对所采集的复杂超声波信号进行有效放大。
3.根据权利要求2所述的一种变电站高压室设备状态在线监测系统，其特征在于：所述小电容压电传感器的电容值为10～15pF，所述电荷放大器采用型号为LK1432型的八通道电荷放大器。
4.根据权利要求1所述的一种变电站高压室设备状态在线监测系统，其特征在于：所述信号处理单元包括滤波模块和信号分离模块，所述滤波模块与在线检测单元连接，用于对放大后的复杂超声波信号进行精准过滤，滤除掺杂在其中的随机噪声，信号分离模块接收滤除了随机噪声的复杂超声波信号，并对其进行分解，分离出其中的电磁波信号，得到精准超声波信号。
5.根据权利要求4所述的一种变电站高压室设备状态在线监测系统，其特征在于：所述滤波模块包括依次级联的高通滤波器和低通滤波器，所述高通滤波器和低通滤波器级联允许频率范围在150～300kHz的信号通过；所述信号分离模块对复杂超声波信号进行小波包分解与重构，将复杂超声波信号中的电磁波信号滤除，能够有效去除电磁波干扰。
6.根据权利要求1所述的一种变电站高压室设备状态在线监测系统，其特征在于：所述数据分析单元对精准超声波信号进行统计与分析，经过模数转换得到数字放电量值，并将该数字放电量值与预先设定的阈值进行比较，得到检测结果，将检测结果、数字放电量值等相关信息通过以太网上传至后台监测计算机。

说明书全文

一种变电站高压室设备状态在线监测系统

技术领域

[0001] 本实用新型涉及电气监控设备技术领域，更具体的是涉及一种变电站高压室设备状态在线监测系统。

背景技术

[0002] 电气设备的局部放电现象对电气设备本身和电网都会产生不同程度的影响，严重的甚至会导致设备报废和电网崩溃，因此对电气设备的早期局放进行监测，准确掌握设备的运行状况，能够及时有效的消除设备存在的故障隐患，把设备的故障消灭在萌芽状态，对保证设备本身和电网的安全起着至关重要的作用。

[0003] 目前，电气设备局放检测的方法有很多，诸如：脉冲电流法、DGA法、超声波检测法、RIV法、光测法、射频检测法和化学方法等。

[0004] 常见的电气设备局放故障一般会有：电晕、电弧和电痕，电晕和初期的电痕不会产生热量，并且环境高温也会掩饰这些局放现象，用日常的红外热像仪无法检测，但是它却会产生超声波信号，可以使用超声波局部放电检测设备进行检测；电弧和严重的电痕在产生超声波的同时也会产生高热量，因此用红外热像仪和超声波的方法都可以进行检测，但是当局放发生在设备内部时，采用红外的方法则无法发现，因此，可以采用超声波局部放电检测设备在电气设备的表面或结合面处进行检测。

[0005] 然而，在复杂的现场环境中，伴随着各种随机噪声，如电气设备的热噪声、配电线路及变压器继电保护信号线路中由于耦合进入的各种噪声以及监测线路中的半导体器件的散粒噪声等，都会对超声波局部放电检测设备的实际检测效果造成严重的影响。实用新型内容

[0006] 本实用新型的目的在于：为了解决目前复杂的环境噪声会影响超声波局部放电检测设备的检测效果，导致检测结果不准确的问题，本实用新型提供一种变电站高压室设备状态在线监测系统。

[0007] 本实用新型为了实现上述目的具体采用以下技术方案：

[0008] 一种变电站高压室设备状态在线监测系统，包括在线检测单元、信号处理单元、数据分析单元和后台监测计算机，

[0009] 在线检测单元：负责对变电站高压室设备局放状态进行实时检测，得到复杂超声波信号并将其放大后传递到信号处理单元；

[0010] 信号处理单元：负责对复杂超声波信号进行除噪、分解，得到精准超声波信号传递到数据分析单元；

[0011] 数据分析单元：负责对接收到的精准超声波信号依次进行信号分析、模数转换，得到检测结果，传递到后台监测计算机；

[0012] 后台监测计算机：负责实时显示检测结果，定期保存接收到的检测结果，用于运维人员查阅分析和工况回溯。

[0013] 进一步的，所述在线检测单元包括小电容压电传感器和电荷放大器，所述小电容压电传感器用于采集变电站高压室设备局部放电所辐射出的掺杂有随机噪声的复杂超声波信号，电荷放大器对所采集的复杂超声波信号进行有效放大。

[0014] 进一步的，所述小电容压电传感器的电容值为10～15pF，所述电荷放大器采用型号为LK1432型的八通道电荷放大器。

[0015] 进一步的，所述信号处理单元包括滤波模块和信号分离模块，所述滤波模块与在线检测单元连接，用于对放大后的复杂超声波信号进行精准过滤，滤除掺杂在其中的各种随机噪声，信号分离模块接收滤除了随机噪声的复杂超声波信号，并对其进行分解，分离出其中的电磁波信号，得到精准超声波信号。

[0016] 进一步的，所述滤波模块包括依次级联的高通滤波器和低通滤波器，所述高通滤波器和低通滤波器级联允许频率范围在150～300kHz的信号通过，有效过滤复杂超声波信号中的随机噪声；所述信号分离模块对复杂超声波信号进行小波包分解与重构，将复杂超声波信号中的电磁波信号滤除，能够有效去除电磁波干扰。

[0017] 进一步的，所述数据分析单元对精准超声波信号进行统计与分析，经过模数转换得到数字放电量值，并将该数字放电量值与预先设定的阈值进行比较，得到检测结果，将检测结果、数字放电量值等相关信息通过以太网上传至后台监测计算机。

[0018] 本实用新型的有益效果如下：

[0019] 1、本实用新型利用小电容压电传感器对局部放电所辐射的超声波信号进行采集，能够提高超声波信号的采集能力，并且通过电荷放大器能够将超声波信号进行有效放大，再通过滤波模块对放大后的信号进行精准剥离过滤，滤除随机噪声，能够实现对实际采样干扰的有效抑制，能够确保采样、检测结果的准确性。

[0020] 2、本实用新型通过后台监测计算机能够实时监测变电站高压室内设备的运行状况，使运维人员对设备的绝缘状态进行评估及预测，确保设备的正常运行。附图说明

[0021] 图1是本实用新型的整体示意图。

[0022] 图2是本实用新型的应用示意图。

具体实施方式

[0023] 为了本技术领域的人员更好的理解本实用新型，下面结合附图和以下实施例对本实用新型作进一步详细描述。

[0024] 实施例1

[0025] 如图1和图2所示，本实施例提供一种变电站高压室设备状态在线监测系统，包括在线检测单元、信号处理单元、数据分析单元和后台监测计算机，

[0026] 在线检测单元：负责对变电站高压室设备局放状态进行实时检测，得到复杂超声波信号并将其放大后传递到信号处理单元；所述在线检测单元包括小电容压电传感器和电荷放大器，所述小电容压电传感器用于采集变电站高压室设备局部放电所辐射出的掺杂有随机噪声的复杂超声波信号，电荷放大器对所采集的复杂超声波信号进行有效放大，本实施例中选用电容值为13pF的小电容压电传感器，其厚度为15mm，电荷放大器采用型号为LK1432型的八通道电荷放大器；

[0027] 信号处理单元：负责对复杂超声波信号进行除噪、分解，得到精准超声波信号传递到数据分析单元，所述信号处理单元包括滤波模块和信号分离模块，所述滤波模块与电荷放大器连接，用于对放大后的复杂超声波信号进行精准过滤，滤除掺杂在其中的各种随机噪声，信号分离模块接收滤除了随机噪声的复杂超声波信号，并对其进行分解，分离出其中的电磁波信号，得到精准超声波信号；

[0028] 数据分析单元：负责对接收到的精准超声波信号依次进行信号分析、模数转换，得到检测结果，传递到后台监测计算机，所述数据分析单元对精准超声波信号进行统计与分析，经过模数转换得到数字放电量值，并将该数字放电量值与预先设定的阈值进行比较，得到检测结果，将检测结果、数字放电量值等相关信息通过以太网上传至后台监测计算机；

[0029] 后台监测计算机：负责实时显示检测结果，定期保存接收到的检测结果，用于运维人员查阅分析和工况回溯。

[0030] 本实施例利用小电容压电传感器对局部放电所辐射的超声波信号进行采集，能够提高超声波信号的采集能力，并且通过电荷放大器能够将超声波信号进行有效放大，再通过滤波模块对放大后的信号进行精准剥离过滤，滤除随机噪声，能够实现对实际采样干扰的有效抑制，能够确保采样、检测结果的准确性。

[0031] 实施例2

[0032] 本实施例在实施例1的基础之上进一步优化，具体是：

[0033] 所述滤波模块包括依次级联的高通滤波器和低通滤波器，所述高通滤波器和低通滤波器级联允许频率范围在150～300kHz的信号通过，有效过滤复杂超声波信号中的随机噪声；所述信号分离模块对复杂超声波信号进行小波包分解与重构，将复杂超声波信号中的电磁波信号滤除，所述小波包分解与重构方法为现有的信号处理方法，本实施例中对复杂超声波信号小波包分解后，以低频重构信号的峰值作为特征量来区分电磁波信号和超声波信号，并在信号重构时，以特征量分离上述两种信号，便能够将复杂超声波信号中的电磁波信号滤除，得到精准超声波信号，精准性高。

[0034] 以上所述，仅为本实用新型的较佳实施例，并不用以限制本实用新型，本实用新型的专利保护范围以权利要求书为准，凡是运用本实用新型的说明书及附图内容所作的等同结构变化，同理均应包含在本实用新型的保护范围内。

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