用于變電站全景局放監測信號調制系統及方法技術方案

本發明專利技術公開了一種用于變電站全景局放監測的信號調制系統及方法，系統包括：用于對監測信號進行增益調節的放大單元；用于將經過放大單元輸出的信號數據進行功率電壓轉換的轉換單元；用于將經過轉換單元輸出的信號數據進行特征值獲取的檢測單元；以及用于將經過檢測單元輸出的信號數據進行控制處理的主控單元。還有一種轉換電路，包括：用于將射頻信號轉換為電壓信號的對數轉換器；以及用于將經過對數轉換器輸出的信號進行處理的檢測器。本發明專利技術的優點是：實時監測變電站內各個電氣設備的局部放電信號，通過獲取其特征值的信息，能夠監測峰值、有效值、以及頻率等的異常，及時發現電氣、機械故障，極大地擴展了變電站全景局部放電監測的應用范圍。

【技術實現步驟摘要】

本專利技術屬于電力
，具體涉及一種用于變電站全景局放監測的信號調制系統及方法，進一步地，涉及一種轉換電路。
技術介紹
變電站的全景監測在邏輯結構上一般可分為過程層、間隔層、以及站控層三個層次，其中，過程層是一次設備和二次設備的結合面，其主要功能是進行輸變電設備的特征參數的檢測、狀態參數的在線檢測與統計、操作控制的執行等任務；間隔層的主要功能是進行本間隔過程層實時數據信息的匯總、數據處理、實施對一次設備實施保護控制功能，具有承上啟下的作用；站控層主要任務是匯總全站的實時數據信息，對全站的運行狀況進行質量評估，將有關數據信息送往調度或控制中心并接受調度或控制中心有關控制命令，向間隔層、過程層發送控制命令等功能。局部放電是反映變電站高壓電氣設備狀態的一個重要標志，通過對反映變電站內部各個電氣設備的實時狀況的狀態參數的監測，即獲取導致變電站、電纜終端和接頭等絕緣老化的故障所伴隨的局部放電和顆粒碰撞產生的超聲信號，就能夠獲知諸如被測電氣設備中局部放電和顆粒碰撞與工頻電場之間的關系等信息。現有技術對變電站的各個電氣設備的局部放電信號監測的應用能力有限，尤其是不能直觀和寬范圍地獲取局部放電信號的有效值、峰值等相關特征值的信息，從而無法對變電站實現全面有效地全景局部放電的監測。
技術實現思路
有鑒于此，本專利技術的目的在于提供一種用于變電站全景局放監測的信號調制系統，其能夠把監測的局部放電信號轉換為特征值信息進行獲取，極大地擴展了變電站全景局部放電監測的應用范圍。為達到上述目的，本專利技術的技術方案是這樣實現的一種用于變電站全景局放監測的信號調制系統，其特征在于，包括用于對監測信號進行增益調節的放大單元；用于將經過放大單元輸出的信號數據進行功率電壓轉換的轉換單元；用于將經過轉換單元輸出的信號數據進行特征值獲取的檢測單元；以及用于將經過檢測單元輸出的信號數據進行控制處理的主控單元。所述的轉換單元包括對數轉換器。所述的檢測單元包括雙向開關器件，其連接第一檢測器和第二檢測器。所述的第一檢測器為峰值檢測器；所述的第二檢測器為有效值檢測器。所述的主控單元包括微處理器，所述的微處理器連接有模/數轉換模塊和輸入輸出總線控制模塊。所述的主控單元還包括顯示模塊，其與微處理器連接。進一步地，一種用于變電站全景局放監測的信號調制方法，其特征在于，包括步驟一，放大單元對監測信號進行增益放大；步驟二，轉換單元對經過放大單元輸出的信號數據進行功率電壓轉換；步驟三，檢測單元對經過轉換單元輸出的信號數據進行特征值獲取；步驟四，主控單元對經過檢測單元輸出的信號數據進行控制處理。所述的步驟三具體包括檢測單元對經過轉換單元輸出的信號數據進行峰值檢測和有效值檢測。還包括主控單元對經過檢測單元輸出的信號數據進行控制處理后，顯示故障結果。進一步地，一種轉換電路，包括用于將射頻信號轉換為電壓信號的對數轉換器；以及用于將經過對數轉換器輸出的信號進行處理的檢測器。本專利技術相對于現有技術具有以下的有益效果 實時監測變電站內各個電氣設備諸如變壓器、電抗器的局部放電信號，通過獲取其特征值的信息，能夠監測峰值、有效值、以及頻率等的異常，及時發現變電站內各個電氣設備的電氣、機械故障，為變電站的狀態檢修工作提供可靠的輔助依據。附圖說明圖1為本專利技術的用于變電站全景局放監測的信號調制系統的結構原理 圖2為圖1所示系統的具體實施例結構示意 圖3為圖2所示實施例的放大器的一種具體電路 圖4為圖2所示實施例的峰值檢測器的一種具體電路 圖5為圖2所示實施例的有效值檢測器的一種具體電路 圖6為本專利技術的用于變電站全景局放監測的信號調制方法的流程示意 圖7為本專利技術的轉換電路的原理圖。具體實施例方式為了便于對專利技術的進一步理解，下面結合附圖對本專利技術的具體實施方式做進一步地詳細說明。如圖1所示，本專利技術的用于變電站全景局放監測的信號調制系統包括用于對監測信號進行增益調節的放大單元110 ;用于將經過放大單元110輸出的信號數據進行功率電壓轉換的轉換單元120 ;用于將經過轉換單元120輸出的信號數據進行特征值獲取的檢測單元130 ;以及用于將經過檢測單元130輸出的信號數據進行控制處理的主控單元140。圖2為圖1所示系統的具體實施例結構示意圖,如圖所示,所述的放大單元110包括放大器111，所述的轉換單元120包括對數轉換器121。作為具體實施例，對數轉換器可采用AD8306，可以在100 dB動態范圍內對輸入信號進行精確對數(dB)測量(RSSI函數)，并提供可編程限幅器輸出，工作頻率范圍為5 MHz至400 MHz0所述的檢測單元130包括雙向開關器件131，其連接第一檢測器135和第二檢測器136。所述的第一檢測器135為峰值檢測器；所述的第二檢測器136為有效值檢測器。所述的主控單元140包括微處理器143，所述的微處理器143連接有ADC模塊145和輸入輸出總線控制模塊147，輸入輸出總線控制模塊147還連接有DAC模塊144。所述的主控單元140還包括顯示模塊149，其與微處理器143連接。作為具體實施例，微處理器143采用ARM。當然，作為實施例的變形，主控單元也可以用FPGA設計完成。圖3為圖2所示實施例的放大器的一種具體電路圖，如圖所示，Ul的同向輸入端用于輸入信號，反向輸入端連接電阻R13的一端和R14的一端，電阻R13的另一端接地，電阻R14的另一端連接Ul的輸出端，電阻R13和R14為反饋電阻，與Ul組成一個同向放大電路。作為具體實施例，Ul可以采用AD825。圖4為圖2所示實施例的峰值檢測器的一種具體電路圖，如圖所示，U3的同向輸入端連接上一級的信號輸出端，反向輸入端連接電阻R24的一端和電阻R25的一端,R25的另一端與U2的反向輸入端和輸出端連接，R24的另一端連接二極管Dl的正極，Dl的負極連接U3的輸出端和二極管D2的正極，D2的負極連接U2的同向輸入端和電容C2的一端，C2的另一端接地，信號經過U2和U3之后，其峰值量被保持在電容C2內，然后可以輸出峰值。作為具體實施例，U2和U3可以采用AD825。圖5為圖2所示實施例的有效值檢測器的一種具體電路圖，如圖所示，U4的pi腳連接電容C4的一端和電阻R22的一端，C4的另一端與U4的COM腳和UTO腳相接，R22的另一端連接Ul的dl腳、RMSut腳和電容C9的一端，C9的另一端與U4的Cav腳連接，U4的PO腳連接電阻R20的一端，R20的另一端連接電容ClO的一端，ClO的另一端連接電阻R21的一端，R21的另一端連接電容Cll，Cll的另一端與U4的VIN腳相接，信號通過該有效值檢測器，輸出為有效值直流信號。作為具體實施例，U4可以采用AD637，該芯片提供波峰因數補償方案，允許以最高為10的波峰因數測量信號，額外誤差小于1%。帶寬允許測量200 mV均方根、頻率最高達600 kHz的輸入信號以及I V均方根以上、頻率最高達8 MHz的輸入信號。圖6為本專利技術的用于變電站全景局放監測的信號調制方法的流程示意圖，如圖所示，包括步驟SI 10，放大單元110對監測信號進行增益放大；步驟S120，轉換單元120對經過放大單元110輸出的信號數據進行功率電壓轉換；步驟S130，檢測單元130對經過轉換單元1本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種用于變電站全景局放監測的信號調制系統，其特征在于，包括：用于對監測信號進行增益調節的放大單元；用于將經過放大單元輸出的信號數據進行功率電壓轉換的轉換單元；用于將經過轉換單元輸出的信號數據進行特征值獲取的檢測單元；以及用于將經過檢測單元輸出的信號數據進行控制處理的主控單元。

【技術特征摘要】

【專利技術屬性】
技術研發人員：馮儒，高源，任曉輝，劉學明，
申請(專利權)人：山西省電力公司呂梁供電公司，國家電網公司，
類型：發明
國別省市：