電力監(jiān)測系統(tǒng)是電網(wǎng)運行與設備管理的核心支撐技術,通過實時采集、分析與反饋電力參數(shù),保障電網(wǎng)安全、高效、智能化運行。
電力監(jiān)測系統(tǒng)正從“被動響應”向“主動預警”轉(zhuǎn)型,通過多源感知、智能分析與協(xié)同控制,成為新型電力系統(tǒng)建設的核心支柱。未來,隨著AI、5G與能源互聯(lián)網(wǎng)技術的深度融合,電力監(jiān)測將更精準、更自治,為能源安全與低碳轉(zhuǎn)型提供堅實保障。
測試背景與技術挑戰(zhàn)
GIS局部放電可以采用特高頻、超聲波、化學、脈沖電流等監(jiān)測方法定位放電點,其中特高頻監(jiān)測方法具備靈敏度高、抗干擾能力強、檢測范圍大、定位精度高、可區(qū)分缺陷類型、安裝方便等特點,可以高效檢測到微弱的局部放電信號,是當前局部放電主要監(jiān)測方法。
GIS局部放電監(jiān)測應用面臨挑戰(zhàn):
1. GHz級信號捕獲與實時數(shù)據(jù)存儲挑戰(zhàn)
局部放電信號頻率高達1GHz以上,高帶寬信號要求采樣率2GSa/s以上,高速采集放電脈沖信號數(shù)據(jù)能夠?qū)崟r存儲。
2. 高精確多通道同步與通道彈性擴展難題
不同規(guī)模變電站監(jiān)測傳感器數(shù)量不同,要求采集通道數(shù)量不同,須保證系統(tǒng)通道數(shù)量易于擴展。為了定位放電點,須保證所有通道同步采集。在大規(guī)模變電站中監(jiān)測設備分布式布局,面臨分布式設備的同步問題。
RIGOL 解決方案
GIS局部放電時會向空間輻射電磁脈沖信號,可以通過分析采集輻射電磁信號定位放電點,從而定位故障點。在變電站中布局安放特高頻傳感器,傳感器探測到信號,并通過高速采集設備轉(zhuǎn)為數(shù)字信號,經(jīng)過處理將分析結果通過無線網(wǎng)絡發(fā)送到在線監(jiān)測系統(tǒng)實現(xiàn)變電站動態(tài)監(jiān)測。
分布式監(jiān)測系統(tǒng)中高速采集設備采用RIGOL SUA8000系列數(shù)字收發(fā)儀的SUA8208G型號,單設備可以實現(xiàn)8個通道信號采集,單個通道大采樣率4GSa/s,模擬帶寬高達1.5GHz,能夠覆蓋特高頻監(jiān)測信號范圍。配合RIGOL同步機可以實現(xiàn)多設備間同步運行,可以根據(jù)變電站規(guī)模實現(xiàn)并行監(jiān)測通道數(shù)量擴展,SUA8000系列產(chǎn)品家族支持通過WIFI或者有線千兆/萬兆網(wǎng)實現(xiàn)采集處理數(shù)據(jù)傳輸。
特高頻監(jiān)測系統(tǒng)由射頻前端調(diào)理電路、高速采集、高性能處理組成。局部放電信號經(jīng)過探測器天線、濾波、放大處理后傳輸?shù)礁咚俨杉K,高速采集模塊完成模數(shù)轉(zhuǎn)換,經(jīng)過數(shù)據(jù)分析處理識別放電類型,定位放電位置。
SUA8208G產(chǎn)品不但具備8通道高速采集功能,內(nèi)部集成了具備200TOPS算力的GPU,可以完成采集數(shù)據(jù)實時分析。
SUA8208G產(chǎn)品已應用在某變電站局放監(jiān)測系統(tǒng)中,兩臺SUA8208G配合特高頻探測器,實現(xiàn)16個探測點監(jiān)測,采集數(shù)據(jù)經(jīng)過GPU實時處理,實時獲取PRPD和PRPS圖譜。
產(chǎn)品優(yōu)勢
高集成度硬件平臺,靈活部署適配多站點需求
單臺設備支持8通道同步采集,每通道高采樣率高達4GSa/s,模擬帶寬達1.5GHz,完全覆蓋特高頻局放監(jiān)測帶寬范圍;緊湊式設計便于部署,滿足中小型站點獨立監(jiān)測需求,同時可疊加擴展至百通道規(guī)模,輕松對接不同層級和規(guī)模的局放監(jiān)測應用場景。
系統(tǒng)采用光分路器進行同步信號分發(fā),即便在電廠測試節(jié)點相距上百米乃至更大范圍的分布式環(huán)境中,仍能保持出色的同步性能。通過高穩(wěn)定性時間基準和多設備同步機制,保障所有采集通道時序一致性,有效支撐大規(guī)模變電站中多點局放信號的時間關聯(lián)與精確定位,為系統(tǒng)級聯(lián)定位與后端分析提供堅實基礎。
GPU邊緣計算能力,實現(xiàn)本地智能處理與實時反饋
SUA8208G內(nèi)嵌NVIDIA Orin GPU平臺,具備200 TOPS邊緣運算能力,可在終端節(jié)點實時完成上行數(shù)據(jù)的預處理、特征提取、頻譜/圖譜生成(如PRPD、PRPS)以及缺陷類型識別等智能分析任務。邊采集、邊計算、邊上傳架構減輕了后端服務器壓力,避免帶寬瓶頸,實現(xiàn)更快的故障預警響應和更高效的整站運行維護。
開放式開發(fā)接口,快速融入行業(yè)系統(tǒng)平臺
設備支持豐富的軟件接口,包括Python、C/C++、Matlab,多系統(tǒng)兼容能力強,提供參考Demo和通信協(xié)議文檔,可實現(xiàn)數(shù)據(jù)接入、任務控制、分析輸出等功能的用戶二次開發(fā),確??焖偌芍连F(xiàn)有在線監(jiān)測平臺,實現(xiàn)系統(tǒng)級定制擴展。
大容量高速本地存儲,保障數(shù)據(jù)完整與歷史回溯
用戶可選配高達16TB本地SSD存儲空間,具備高2.5GB/s的實時數(shù)據(jù)寫入能力,確保波形數(shù)據(jù)在高速采集中不丟幀、不截斷。支持數(shù)據(jù)打標、分段存儲與離線讀取,為歷史分析、樣本訓練等提供強大數(shù)據(jù)支撐。
SUA8000系列數(shù)字收發(fā)儀集任意波形發(fā)生、信號采集和波形記錄功能于一體,專為復雜信號應用場景設計。該系列產(chǎn)品采用模塊化架構,但以標準配置提供,確保即開即用的便捷體驗,同時具備卓越的可靠性與一致性。SUA8000系列通過將數(shù)字收發(fā)技術與AI算法相結合,不僅能夠高效生成、采集和分析高速信號,還支持用戶對業(yè)務系統(tǒng)進行二次開發(fā),靈活擴展應用場景。強大的軟件平臺提供開放式接口,便于客戶在遙感探測、工業(yè)測量、汽車電子等領域構建自動化測試流程或定制化解決方案。憑借領先的硬件性能與智能化特性,該系列助力用戶實現(xiàn)更精準、更高效的研發(fā)驗證與業(yè)務應用,加速創(chuàng)新進程。
產(chǎn)品支持:
RIGOL SUA8208G
數(shù)字化儀
產(chǎn)品特點:
■ 8通道數(shù)字化儀
■ 4GSa/s采樣率
■ 1.5GHz模擬帶寬
■ 14bit垂直分辨率
■ 每通道512Mpts深度
■ GPU主控
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