本发明涉及电力设备状态检测,并且更具体地,涉及一种基于宽带射频的多放电源模拟方法及装置。
背景技术:
1、随着新型电力系统的建设和发展,电网对柔性可控和电力设备安全可靠运行的要求越来越高,换流变/变压器、gis等关键电力设备的绝缘状态监测变得尤为重要。局部放电检测是反映设备绝缘状态的重要指标,而宽带射频局放检测技术因其高灵敏度和非接触式测量的优势,成为局部放电检测的重要手段。变电站和换流站现场存在大量的电磁干扰信号,且实际现场中可能存在多个局放源,这需要射频局放检测装置需要具备多源信号的分类辨识和精确定位能力。然而,现有实验室测试环境存在以下不足:1)通常只能模拟单一局放源信号,无法复现变电站现场中多放电源和干扰同时存在的复杂环境;2)缺乏对多信号时序关系的精确控制,导致检测装置的分类功能难以验证;3)无法动态调整多源信号的时空分布特性,难以有效验证多源定位精度;4)现有信号发生器输出带宽不足(<100mhz),与真实局放射频信号频段不匹配。综上所述,现有实验室测试环境无法全面反映射频局放检测装置在实际复杂环境下的性能,亟需构建有效的测试环境来验证射频局放检测装置的抗干扰能力和检测定位精度。
技术实现思路
1、针对现有技术的不足,本发明提供一种基于宽带射频的多放电源模拟方法及装置。
2、根据本发明的一个方面,提供了一种基于宽带射频的多放电源模拟方法,包括:
3、采集局放和干扰试验中包含典型局放源及干扰源的时序图谱;
4、将时序图谱进行信号重构,转换成可编辑的数字信号,生成各类型局放源/干扰源的数字化时序图谱;
5、采用任意波形发生器根据数字化时序图谱生成多路独立可控的宽带射频脉冲信号;
6、将各路的宽带射频脉冲信号进行宽频带功率放大,生成多路经过放大的宽带射频脉冲信号;
7、将多路经过放大的宽带射频脉冲信号部署在不同位置模拟不同位置的放电源。
8、可选地,局放和干扰试验在变电站现场或实验室进行,并且
9、当试验在变电站现场的情况下,采用宽带射频传感器采集时序图谱;
10、当试验在实验室的情况下,采用等效放电模型进行加压试验,进而采用宽带射频传感器采集时序图谱。
11、可选地,等效放电模型为尖刺放电模型、颗粒放电模型、气隙放电模型、沿面放电模型、电晕放电模型以及悬浮放电模型中的任意一种。
12、可选地,将时序图谱进行信号重构,转换成可编辑的数字信号,生成各类型局放源/干扰源的数字化时序图谱,包括:
13、提取时序图谱中的各类型局放源/干扰源的波形幅值、产生时间以及相位信息;
14、根据各类型局放源/干扰源的波形幅值、产生时间以及相位信息,构造各类型局放源/干扰源的数字化时序图谱。
15、可选地,宽带射频脉冲信号选取双指数衰减脉冲,具体表达为:
16、y(t)=a1e-λ1t+a2e-λ2t+c
17、式中,a1,a2是振幅系数;λ1,λ2是衰减速率常数;c是基线或稳态值;t是时间变量。
18、根据本发明的另一个方面,提供了一种基于宽带射频的多放电源模拟装置,包括:控制计算单元、数模转换单元、模拟调理单元以及发射单元,其中
19、控制计算单元用于存储采集局放和干扰试验中包含典型局放源及干扰源的时序图谱,并将时序图谱进行信号重构,转换成可编辑的数字信号,生成各类型局放源/干扰源的数字化时序图谱;
20、数模转换单元用于采用任意波形发生器根据数字化时序图谱生成多路独立可控的宽带射频脉冲信号;
21、模拟调理单元用于将各路的宽带射频脉冲信号进行宽频带功率放大,生成多路经过放大的宽带射频脉冲信号;
22、发射单元用于将多路经过放大的宽带射频脉冲信号部署在不同位置模拟不同位置的放电源。
23、可选地,数模转换单元包括:序列发生器、时钟发生器、数模转换器、组合滤波器以及输出放大器,其中
24、序列发生器用于将波形排列成多个分段创建所需要的波形并发送至数模转换器;
25、时钟发生器用于通过内部时钟或外部时钟控制波形的时序,将波形事件以指定的顺序输出到数模转换器以及存储器;
26、数模转换器用于将时序波形的数字电压值转换为模拟电压值,输出电压阶梯并发送至组合滤波器;
27、组合滤波器用于将电压阶梯中的谐波成分进行滤除,获取平滑的模拟波形并发送至输出放大器;
28、输出放大器用于将模拟波形进行放大,输出宽带射频脉冲信号。
29、可选地,发射单元的发射器为全向型双锥天线、对数天线以及棒状天线的任意一种。
30、从而,本发明提出一种基于宽带射频的多放电源模拟方法,该方法利用任意波形发生器根据多种时序图谱发射多个不同脉冲波形(脉宽、幅值等)、不同空间位置的宽带射频脉冲信号,从而在实验室或变电站现场同时模拟多个局放信号和干扰信号,为射频局放检测装置提供信号检测、多源分类辨识、定位精度校验等性能测试环境。通过该方法可有效测试验证射频局放检测装置的抗干扰能力和检测定位精度,从而规范提升检测装置的可靠性和检测准确性,推动射频局放检测技术的进一步发展和应用,为新型电力系统的安全稳定运行提供有力保障。
1.一种基于宽带射频的多放电源模拟方法,其特征在于,包括:
2.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,所述局放和干扰试验在变电站现场或实验室进行,并且
3.根据权利要求2所述的方法,其特征在于,所述等效放电模型为尖刺放电模型、颗粒放电模型、气隙放电模型、沿面放电模型、电晕放电模型以及悬浮放电模型中的任意一种。
4.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,将所述时序图谱进行信号重构,转换成可编辑的数字信号,生成各类型局放源/干扰源的数字化时序图谱,包括:
5.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,所述宽带射频脉冲信号选取双指数衰减脉冲,具体表达为:
6.一种用于实现权利要求1-5任意一项所述的基于宽带射频的多放电源模拟方法的基于宽带射频的多放电源模拟装置,其特征在于,包括:控制计算单元、数模转换单元、模拟调理单元以及发射单元,其中
7.根据权利要求6所述的装置,其特征在于,所述数模转换单元包括:序列发生器、时钟发生器、数模转换器、组合滤波器以及输出放大器,其中
8.根据权利要求6所述的装置,其特征在于,所述发射单元的发射器为全向型双锥天线、对数天线以及棒状天线的任意一种。