[發明專利]信號處理系統及方法

在審

• 申請號: 202011477293.4
• 申請日: 2020-12-15
• 公開（公告）號: CN112578250A
• 公開（公告）日: 2021-03-30
• 發明（設計）人: 劉可文;劉弘景;苗旺;吳麟琳;何楠;劉宏亮;方烈
• 申請（專利權）人: 國網北京市電力公司;國家電網有限公司
• 主分類號: G01R31/14
• 分類號: G01R31/14
• 代理公司: 北京康信知識產權代理有限責任公司 11240
• 代理人: 黃海英

本申請公開了一種信號處理系統及方法。該系統包括：高頻傳感器陣列，用于實時監測變電站空間內的特高頻電磁波信號；信號處理單元，用于將特高頻電磁波信號進行預處理，其中，預處理包括：信號放大、信號濾波及信號保護；數據采集單元，用于采集特高頻脈沖信號，并將特高頻脈沖信號進行分段存儲；分析單元，用于分析分段存儲的特高頻脈沖信號；監測單元，用于基于分析分段存儲的特高頻脈沖信號的結果，監測得到故障。通過本申請，解決了相關技術中監測變電站站域內的高壓電氣設備的放電情況的成本高、可靠性低的問題。

技術領域

本申請涉及信號處理技術領域，具體而言，涉及一種信號處理系統及方法。

背景技術

隨著經濟和社會的發展，電力系統規模的不斷增加，對供電可靠性和電網運行的安全性要求日益提高。電網的安全運行主要取決于高壓電氣設備的安全運行，而局部放電是造成高壓電氣設備最終發生絕緣擊穿的重要原因，因而，對局部放電信號進行監測是及時發現設備絕緣缺陷，預防絕緣擊穿故障的重要手段。

目前對于變電站設備的局部放電檢測和定位主要針對GIS、變壓器、容性設備等具體單一設備進行，針對特定高壓設備的局部放電檢測不能對設備運行的全過程進行監控，效率較低，測量結果受測量人員的經驗的影響，容易導致缺陷被遺漏。若對全站的一次電氣設備實施監測，需要在每一個設備上都安裝局部放電監測裝置或在變電站安裝多個特高頻探頭，所需費用極高，對眾多在線監測裝置本身的維護工作量也很大。

針對相關技術中監測變電站站域內的高壓電氣設備的放電情況的成本高、可靠性低的問題，目前尚未提出有效的解決方案。

發明內容

本申請提供一種信號處理系統及方法，以解決相關技術中監測變電站站域內的高壓電氣設備的放電情況的成本高、可靠性低的問題。

根據本申請的另一方面，提供了一種信號處理系統。該系統包括：高頻傳感器陣列，用于實時監測變電站空間內的特高頻電磁波信號；信號處理單元，用于將特高頻電磁波信號進行預處理，其中，預處理包括：信號放大、信號濾波及信號保護；數據采集單元，用于采集特高頻脈沖信號，并將特高頻脈沖信號進行分段存儲；分析單元，用于分析分段存儲的特高頻脈沖信號；監測單元，用于基于分析分段存儲的特高頻脈沖信號的結果，監測得到故障。

可選地，組成高頻傳感器陣列的高頻傳感器具有漸變輻射體結構的球面錐形單極天線，其中，高頻傳感器陣列監測有局部放電信號時，高頻傳感器陣列的天線陣列分別接收到局部放電源激發的特高頻電磁波信號。

可選地，信號處理單元包括用于多個通道同步處理電路，其中，每個同步處理電路分別完成信號放大、信號濾波及信號保護的功能。

可選地，處理電路包括特高頻放大器，特高頻放大器包括：輸入保護電路、帶通濾波電路和低噪聲放大電路，其中，低噪聲放大電路對特高頻電磁波信號進行放大處理，輸入保護電路用于控制瞬時高電壓擊穿輸入帶通濾波電路，帶通濾波電路濾除特高頻電磁波信號中的噪音。

可選地，特高頻放大器采用多級級聯，構成高放大倍數的寬帶放大器。

可選地，特高頻放大器中處于前級的放大器的權重高于處于后級的放大器，特高頻放大器中采用模擬帶通濾波器來濾除帶外信號。

可選地，采用先進先出的隊列對特高頻信號進行存儲，并連續讀取分段存儲的特高頻信號。

可選地，分析分段存儲的特高頻脈沖信號，包括：采用波形回放、PRPD圖譜分析、頻譜分析、TW時頻參數中的至少之一分析特高頻脈沖信號，定位得到故障信息。

根據本申請的一個方面，提供了一種信號處理方法。該方法包括：實時監測變電站空間內的特高頻電磁波信號；將特高頻電磁波信號進行預處理，其中，預處理包括：信號放大、信號濾波及信號保護；采集特高頻脈沖信號，并將特高頻脈沖信號進行分段存儲；分析分段存儲的特高頻脈沖信號；基于分析分段存儲的特高頻脈沖信號的結果，監測得到故障。