本發(fā)明屬于配電變壓器，具體涉及一種配電變壓器局部放電定位監(jiān)測系統(tǒng)及方法。

背景技術(shù)：

1、局部放電信號在變壓器內(nèi)部產(chǎn)生時非常微弱，且受到來自變壓器本身及其他設(shè)備的電磁干擾，這使得在線監(jiān)測過程中難以準(zhǔn)確捕捉和識別真實的局部放電信號。變壓器繞組結(jié)構(gòu)的復(fù)雜性進(jìn)一步加劇了信號的衰減和扭曲，使得監(jiān)測信號的信噪比降低，增加了分析的難度。

2、目前常用的局部放電監(jiān)測方法如脈沖電流法、超聲波傳感器法等，在在線監(jiān)測時面臨諸多挑戰(zhàn)。例如，脈沖電流法雖然離線測量靈敏度高，但容易受到運(yùn)行設(shè)備現(xiàn)場的電磁干擾，且無法進(jìn)行帶電檢測。超聲波傳感器法則需要解決信號在變壓器內(nèi)部傳播過程中的衰減和反射問題，以及區(qū)分不同類型的聲波信號如機(jī)械振動、噪聲等對監(jiān)測結(jié)果的影響。

3、設(shè)計、安裝合適的硬件信號采集系統(tǒng)包括傳感器、前置系統(tǒng)等是確保在線監(jiān)測效果的關(guān)鍵。然而，由于變壓器結(jié)構(gòu)的復(fù)雜性和運(yùn)行環(huán)境的特殊性，選擇合適的監(jiān)測點(diǎn)和安裝位置變得尤為困難。硬件設(shè)備的性能如靈敏度、抗干擾能力等也直接影響監(jiān)測結(jié)果的準(zhǔn)確性和可靠性。局部放電在線監(jiān)測系統(tǒng)需要收集、處理和分析大量的狀態(tài)數(shù)據(jù)。然而，由于數(shù)據(jù)量大、噪聲干擾強(qiáng)等原因，數(shù)據(jù)處理和分析的難度較大。在線監(jiān)測系統(tǒng)需要長期運(yùn)行和維護(hù)，以確保其穩(wěn)定性和可靠性。然而，由于系統(tǒng)復(fù)雜性和運(yùn)維人員的技能水平等因素限制，運(yùn)維管理難度較大。故，亟需一種配電變壓器局部放電定位監(jiān)測系統(tǒng)及方法，解決不能對配電變壓器局部放電進(jìn)行在線監(jiān)測的問題。

技術(shù)實現(xiàn)思路

1、本發(fā)明的目的在于克服不能對配電變壓器局部放電進(jìn)行在線監(jiān)測的問題，提出了一種配電變壓器局部放電定位監(jiān)測系統(tǒng)及方法。

2、為達(dá)到上述目的，本發(fā)明采用如下技術(shù)方案：

3、一種配電變壓器局部放電定位監(jiān)測系統(tǒng)，配電變壓器的低壓側(cè)和高壓側(cè)分別連接有電壓傳感器，配電變壓器的低壓側(cè)連接電流傳感器，電壓傳感器和電流傳感器連接邊緣計算模塊，邊緣計算模塊連接智能融合終端。

4、進(jìn)一步地，配電變壓器的高壓側(cè)連接高壓側(cè)電容分壓器，配電變壓器的低壓側(cè)連接低壓側(cè)電容分壓器，高壓側(cè)電容分壓器和低壓側(cè)電容分壓器與邊緣計算模塊連接。

5、進(jìn)一步地，配電變壓器的低壓側(cè)連接電流互感器，電流互感器與邊緣計算模塊連接。

6、進(jìn)一步地，智能融合終端連接物聯(lián)管理平臺。

7、進(jìn)一步地，邊緣計算模塊包括ad轉(zhuǎn)換器、fpga和arm處理器。

8、一種配電變壓器局部放電定位監(jiān)測方法，包括如下步驟：配電變壓器的低壓側(cè)和高壓側(cè)通過電壓傳感器采集電壓信號，配電變壓器的低壓側(cè)通過電流傳感器采集電流信號，邊緣計算模塊獲取電壓信號和電流信號進(jìn)行處理并將處理結(jié)果上傳智能融合終端。

9、進(jìn)一步地，在配電變壓器的高壓側(cè)配置高壓側(cè)電容分壓器，采集高壓側(cè)電壓信號，在配電變壓器的低壓側(cè)配置低壓側(cè)電容分壓器，采集配電變壓器的低壓側(cè)電壓信號，邊緣計算模塊通過高壓側(cè)電容分壓器和低壓側(cè)電容分壓器獲取高壓側(cè)電壓信號和低壓側(cè)電壓信號的信號進(jìn)行處理并將處理結(jié)果上傳智能融合終端，在配電變壓器的低壓側(cè)配置電流互感器，采集配電變壓器的低壓側(cè)電流信號，邊緣計算模塊通過電流互感器獲取低壓側(cè)電流信號進(jìn)行處理并將處理結(jié)果上傳智能融合終端。

10、進(jìn)一步地，智能融合終端將處理結(jié)果上傳物聯(lián)管理平臺。

11、進(jìn)一步地，邊緣計算模塊中的ad轉(zhuǎn)換器對高壓側(cè)電容分壓器與低壓側(cè)電容分壓器信號進(jìn)行量化得到量化傳感信號，邊緣計算模塊中的fpga對量化傳感信號進(jìn)行采集、存儲和濾波后得到處理后的傳感信號，邊緣計算模塊中的arm對處理后的傳感信號進(jìn)行特征提取并對外進(jìn)行通信規(guī)約。

12、進(jìn)一步地，邊緣計算模塊獲取電壓信號和電流信號進(jìn)行處理并將處理結(jié)果上傳智能融合終端定位故障具體為：當(dāng)配電變壓器的內(nèi)部發(fā)生故障時，高壓側(cè)電容分壓器與低壓側(cè)電容分壓器的極性相反；當(dāng)配電變壓器的外部發(fā)生故障時，高壓側(cè)電容分壓器與低壓側(cè)電容分壓器的極性相同。

13、與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明具有以下有益的技術(shù)效果：

14、本發(fā)明提出的一種配電變壓器局部放電定位監(jiān)測系統(tǒng)，在配電變壓器的高壓側(cè)配置高壓側(cè)電容分壓器，監(jiān)測高壓側(cè)電壓，在配電變壓器的低壓側(cè)配置低壓側(cè)電容分壓器，監(jiān)測配電變壓器的低壓側(cè)的電壓，通過邊緣計算模塊對信號采集與處理并上傳智能融合終端，能夠?qū)崟r、連續(xù)地監(jiān)測配電變壓器的絕緣狀態(tài)，可以更精準(zhǔn)定位監(jiān)測局部放電現(xiàn)象，從而避免潛在的安全隱患發(fā)展成嚴(yán)重故障?？梢越档驮O(shè)備故障的風(fēng)險，保障電力系統(tǒng)的穩(wěn)定運(yùn)行，防止因設(shè)備故障導(dǎo)致的大面積停電或更嚴(yán)重的安全事故。

15、本發(fā)明提出的一種配電變壓器局部放電定位監(jiān)測系統(tǒng)，通過adc+fpga+arm的架構(gòu)將配電變壓器高壓側(cè)和低壓側(cè)連接的傳感器的信號處理轉(zhuǎn)換后上傳至智能融合終端，使得系統(tǒng)具備局部放電定位功能，能夠準(zhǔn)確指出放電發(fā)生的具體位置，有助于維修人員快速定位并處理故障，減少故障排查時間和難度，通過定期監(jiān)測和分析局部放電數(shù)據(jù)，可以了解設(shè)備的損耗狀況和壽命預(yù)測，從而有針對性地制定預(yù)防性維護(hù)計劃。有助于提前發(fā)現(xiàn)并處理設(shè)備的老化、損傷等問題，避免因設(shè)備突然故障而產(chǎn)生的高額維修成本和停電損失。精準(zhǔn)的定位和預(yù)警功能使得維修人員能夠更加高效地利用時間和資源，減少不必要的巡檢和維修工作，提高運(yùn)維效率。

16、本發(fā)明提出的一種配電變壓器局部放電定位監(jiān)測系統(tǒng)，通過物聯(lián)管理平臺能夠提供豐富的數(shù)據(jù)分析和報告功能，包括局部放電的類型、強(qiáng)度、發(fā)展趨勢等關(guān)鍵信息，有助于用戶了解設(shè)備的運(yùn)行狀況，評估設(shè)備的健康狀況和剩余壽命，為管理決策提供有力支持，通過對局部放電數(shù)據(jù)的深入分析和挖掘，可以實現(xiàn)對設(shè)備的精細(xì)化管理。用戶可以根據(jù)設(shè)備的實際狀況和需求，制定更加科學(xué)合理的運(yùn)維策略和計劃。通過及時發(fā)現(xiàn)并處理局部放電問題，可以避免因設(shè)備故障導(dǎo)致的能源浪費(fèi)和排放增加。局部放電監(jiān)測系統(tǒng)還有助于監(jiān)測電力設(shè)備的污染問題。通過監(jiān)測局部放電產(chǎn)生的氣體和微粒等污染物，可以及時發(fā)現(xiàn)并處理設(shè)備的污染問題，減少對環(huán)境的影響。

技術(shù)特征：

1.一種配電變壓器局部放電定位監(jiān)測系統(tǒng)，其特征在于，配電變壓器(1)的低壓側(cè)和高壓側(cè)分別連接有電壓傳感器，配電變壓器(1)的低壓側(cè)連接電流傳感器，電壓傳感器和電流傳感器連接邊緣計算模塊(4)，邊緣計算模塊(4)連接智能融合終端(5)。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種配電變壓器局部放電定位監(jiān)測系統(tǒng)，其特征在于，配電變壓器(1)的高壓側(cè)連接高壓側(cè)電容分壓器(21)，配電變壓器(2)的低壓側(cè)連接低壓側(cè)電容分壓器(22)，高壓側(cè)電容分壓器(21)和低壓側(cè)電容分壓器(22)與邊緣計算模塊(4)連接。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種配電變壓器局部放電定位監(jiān)測系統(tǒng)，其特征在于，配電變壓器(1)的低壓側(cè)連接電流互感器(3)，電流互感器(3)與邊緣計算模塊(4)連接。

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種配電變壓器局部放電定位監(jiān)測系統(tǒng)，其特征在于，智能融合終端(5)連接物聯(lián)管理平臺。

5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種配電變壓器局部放電定位監(jiān)測系統(tǒng)，其特征在于，邊緣計算模塊(4)包括ad轉(zhuǎn)換器、fpga和arm處理器。

6.一種配電變壓器局部放電定位監(jiān)測方法，其特征在于，包括如下步驟：配電變壓器(1)的低壓側(cè)和高壓側(cè)通過電壓傳感器采集電壓信號，配電變壓器(1)的低壓側(cè)通過電流傳感器采集電流信號，邊緣計算模塊(4)獲取電壓信號和電流信號進(jìn)行處理并將處理結(jié)果上傳智能融合終端(5)。

7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的一種配電變壓器局部放電定位監(jiān)測方法，其特征在于，在配電變壓器(1)的高壓側(cè)配置高壓側(cè)電容分壓器(21)，采集高壓側(cè)電壓信號，在配電變壓器(1)的低壓側(cè)配置低壓側(cè)電容分壓器(22)，采集配電變壓器(1)的低壓側(cè)電壓信號，邊緣計算模塊(4)通過高壓側(cè)電容分壓器(21)和低壓側(cè)電容分壓器(22)獲取高壓側(cè)電壓信號和低壓側(cè)電壓信號的信號進(jìn)行處理并將處理結(jié)果上傳智能融合終端(5)，在配電變壓器(1)的低壓側(cè)配置電流互感器(3)，采集配電變壓器(1)的低壓側(cè)電流信號，邊緣計算模塊(4)通過電流互感器(3)獲取低壓側(cè)電流信號進(jìn)行處理并將處理結(jié)果上傳智能融合終端(5)。

8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的一種配電變壓器局部放電定位監(jiān)測方法，其特征在于智能融合終端(5)將處理結(jié)果上傳物聯(lián)管理平臺。

9.根據(jù)權(quán)利要求7所述的一種配電變壓器局部放電定位監(jiān)測方法，其特征在于，邊緣計算模塊(4)中的ad轉(zhuǎn)換器對高壓側(cè)電容分壓器(21)與低壓側(cè)電容分壓器(22)信號進(jìn)行量化得到量化傳感信號，邊緣計算模塊(4)中的fpga對量化傳感信號進(jìn)行采集、存儲和濾波后得到處理后的傳感信號，邊緣計算模塊(4)中的arm對處理后的傳感信號進(jìn)行特征提取并對外進(jìn)行通信規(guī)約。

10.根據(jù)權(quán)利要求7所述的一種配電變壓器局部放電定位監(jiān)測方法，其特征在于，邊緣計算模塊(4)獲取電壓信號和電流信號進(jìn)行處理并將處理結(jié)果上傳智能融合終端(5)定位故障具體為：當(dāng)配電變壓器(1)的內(nèi)部發(fā)生故障時，高壓側(cè)電容分壓器(21)與低壓側(cè)電容分壓器(22)的極性相反；當(dāng)配電變壓器(2)的外部發(fā)生故障時，高壓側(cè)電容分壓器(21)與低壓側(cè)電容分壓器(22)的極性相同。

技術(shù)總結(jié)
本發(fā)明公開了一種配電變壓器局部放電定位監(jiān)測系統(tǒng)及方法，配電變壓器的低壓側(cè)和高壓側(cè)分別連接有電壓傳感器，配電變壓器的低壓側(cè)連接電流傳感器，電壓傳感器和電流傳感器連接邊緣計算模塊，邊緣計算模塊連接智能融合終端。通過邊緣計算模塊對信號采集與處理并上傳智能融合終端，能夠?qū)崟r、連續(xù)地監(jiān)測配電變壓器的絕緣狀態(tài)，可以更精準(zhǔn)定位監(jiān)測局部放電現(xiàn)象，從而避免潛在的安全隱患發(fā)展成嚴(yán)重故障?？梢越档驮O(shè)備故障的風(fēng)險，保障電力系統(tǒng)的穩(wěn)定運(yùn)行，防止因設(shè)備故障導(dǎo)致的大面積停電或更嚴(yán)重的安全事故。

技術(shù)研發(fā)人員：常小強(qiáng),張志華,李云閣,權(quán)立,豆敏娜,王儷蓉,秋澤楷,范斌濤,張小慶
受保護(hù)的技術(shù)使用者：國網(wǎng)陜西省電力有限公司電力科學(xué)研究院
技術(shù)研發(fā)日：
技術(shù)公布日：2025/1/9