[实用新型]基于CPLD的变压器局部放电电-声信号同步监测装置

说明书

技术领域

本实用新型属于对变压器局部放电产生的电-声信号进行同步采样的监测设备，具体涉及了一种基于CPLD对变压器局部放电的电-声信号进行同步采样的监测装置。

背景技术

对变压器的局部放电信号进行实时在线监测，能够及时发现变压器的绝缘老化情况和预测故障发展趋势，从而预防恶性事故的发生的有效途径；因此，人们开发出了一些在线监测装置，如中国专利申请号为201210279848.3公开了一种干式变压器局部放电在线监测及其定位方法，第一超声波传感器、第二超声波传感器、第三超声波传感器、第四超声波传感器分别采集局部放电信号中的超声波信号，并传输至信号处理单元；超高频传感器采集局部放电信号中的超高频信号，并传输至信号处理单元；信号处理单元分别对四路超声波信号和一路超高频信号进行放大和滤波处理，将处理后的四路超声波信号和一路超高频信号分别转换为四路超声波数字信号和一路超高频数字信号并存储，达到触发要求时，四路超声波数字信号或四路超声波数字信号与一路超高频信号传输至计算机，计算机进行计算实现对局部放电位置的定位。上述的技术方案虽然在一定程度上实现了对变压器局部放电信号的监测，但是其对局部放电的宽频电-声信号进行同步实时信号监测仍存在一定的难度。这主要是因为变压器的局部放电信号的脉冲电流信号和超声波信号的频率范围很宽（10kHz～10MHz左右），而且易受工作现场的电磁干扰、机械振动噪声的影响，对A/D变换的采样速率和处理器的数据传输、信号处理和抗干扰的要求很高，使用单片机或DSP作为主控制器的局部放电监测装置，受控制器自身的硬件资源限制，很难实现对局部放电产生的电-声信号进行同步高速A/D采样和复杂的信号运算，影响了监测的精度和可靠性，而采用高性能的数据采集卡和专用的局放分析定位软件对局放信号进行采集和处理又提高了系统的成本，难以在中、小型变压器上得到推广应用。因此，目前市场上的变压器局部放电信号在线监测设备还需要进一步改进、开发。

CPLD(Complex Programmable Logic Device)复杂可编程逻辑器件，属于大规模集成电路范围，具有超高速并行逻辑运算及控制功能，是一种用户根据各自需要而自行构造逻辑功能的数字集成电路。它具有设计制造成本低、保密性强、抗干扰能力强、运行稳定等特点，可实现较大规模的电路设计，因此被广泛应用于产品的原型设计和产品生产(一般在10,000件以下)之中。然而，据发明人查阅文献，还未见有将CPLD应用于变压器局部放电信号在线监测设备中的相关文献报道。因此，发明人觉得研发一种如何将CPLD应用于变压器局部放电信号在线监测设备中，从而解决现有设备存在精确度不高、可靠性不强的问题的装置是目前市场上所急需的。

发明内容

本实用新型的目的在于针对现有技术的不足，提供了一种基于CPLD的变压器局部放电电-声信号同步监测装置，该装置利用具有超高速并行逻辑运算功能的CPLD控制多通道高速A/D转换器对变压器局部放电产生的宽频（10kHz～10MHz左右）脉冲电流信号和超声波信号进行同步高速采样，然后通过PCI总线接口将采样数据上传到上位计算机，在上位计算机中采用FFT、小波变换、相关分析、数字滤波等信号处理算法实时分析出变压器局部放电的信号特征，从而准确判断出变压器的故障类型、故障程度和故障位置，而且还能实现对变压器的智能化、网络化监测。

为了实现上述目的，本实用新型采用了以下技术方案：