專利名稱：輸電線路行波測量減噪裝置的制作方法
技術領域：
本實用新型涉及輸電線路檢測相關技術領域，特別是涉及輸電線路行波測量減噪裝置。
背景技術：
輸電線路行波故障測量減噪裝置一般安裝在架空線上，其電磁環境復雜，在行波故障測量中，往往因外界環境的電磁干擾或裝置系統本身的高頻噪聲干擾導致行波測量靈敏度較低的現象。根據目前國內對輸電線路行波測量的報道及相關文獻的研究，目前同類產品多用于理論研究，在實際工程得到應用的不多，且同類技術中用于行波高速采集電路由于處于復雜的電磁環境中導致信噪比較低，行波測量靈敏度較低的現象，帶來的問題為如果行波閾值設置過小則噪聲帶來的行波故障診斷誤報較多，降低了行波故障監測的準確率；如果行波閾值設置過大則一些幅值較小的行波電流無法被監測到，同樣帶來行波故障監測不可靠的問題。
實用新型內容基于此，有必要針對現有技術在行波故障檢測在復雜的電磁環境中準確率較低的技術問題，提供一種輸電線路行波測量減噪裝置。一種輸電線路行波測量減噪裝置，包括:與輸電線路行波故障信號源連接的輸入端、變壓器、模數轉換器、可編程處理器，所述變壓器的一次側與所述輸入端連接，所述變壓器的二次側依次與所述模數轉換器和所述可編程處理器連接。在其中一個實施例中，所述變壓器為無源射頻變壓器。在其中一個實施例中，所述變壓器的一次側與所述輸入端之間還串聯有隔直電容。在其中一個實施例中，所述隔直電容和變壓器的一次側之間還串聯有限流電阻。在其中一個實施例中，所述變壓器二次側的頂端和地端分別與RC濾波電路連接。在其中一個實施例中，所述變壓器二次側的中間抽頭通過穩壓電路連接基準電壓，所述穩壓電路包括濾波電容和去耦電容。在其中一個實施例中，所述變壓器的一次側與輸入端之間還并聯有匹配電阻。在其中一個實施例中，所述可編程處理器為現場可編程門陣列處理器。上述輸電線路行波測量減噪裝置，對FPGA前端模數轉換的設計，采用無源RF射頻器對行波故障信號進行差分，不僅對高頻噪聲有很好的抑制作用，而且從根本上解決了電源紋波及噪聲對有源器件帶來的系統干擾，且能夠降低系統功耗。
圖1為本實用新型輸電線路行波測量減噪裝置的原理圖。
具體實施方式
以下結合附圖和具體實施例對本實用新型做進一步詳細的說明。如圖1所示為本實用新型輸電線路行波測量減噪裝置的原理圖。一種輸電線路行波測量減噪裝置，包括:與輸電線路行波故障信號源5連接的輸入端1、RF射頻變壓器2、模數轉換器3(Analog-to-Digital Converter, ADC,可以采用例如AD7992作為模數轉換器)和可編程處理器4，通過可編程處理器4輸出到上位機，RF射頻變壓器2的一次側與輸入端I連接，RF射頻變壓器2的二次側依次與模數轉換器3和可編程處理器4連接。通過使用一個RF射頻變壓器2 (特別是使用寬屏RF射頻變壓器)實現了將單端行波信號轉換成差分信號，從而增加了行波故障信號的信噪比，當本實用新型的輸電線路行波測量減噪裝置處于復雜的電磁環境中，避免了信噪比大幅下降，導致行波測量靈敏度降低的現象。其中，RF射頻變壓器2的一次側與輸入端I之間還可以并聯有匹配電阻6。增加的匹配電阻6，使行波故障信號源5和RF射頻變壓器2之間有良好的阻抗匹配，當行波故障信號源5傳輸阻抗與匹配電阻6相同，則使RF射頻變壓器2 —次側的輸入功率最大。另外，由于對行波故障電流的測量一般使用的傳感器為羅式線圈，根據羅式線圈自身的頻率特性，羅式線圈輸出一般需要加入調理電路，則行波故障信號源5為調理電路的輸出，因此行波故障信號源5中往往含有直流成分，這對于RF射頻變壓器2而言，很容易造成其飽和，使RF射頻變壓器2輸出信號失真嚴重，信噪比下降。因此，在RF射頻變壓器2一次側電路中還可以串聯一個隔直電容7。此外，信號幅值過大也容易造成RF射頻變壓器2飽和，因此，在隔直電容7右端還可以串聯限流電阻8，使行波故障電流信號源5的輸出不至于過大導致RF射頻變壓器2飽和。行波故障電流單端信號通過變壓器后被轉換成差分信號。在RF射頻變壓器2的二次側，RF射頻變壓器2的頂端和地端為RC濾波網絡，RC濾波網絡主要是考慮ADC的輸入阻抗會影響系統的帶寬。RF射頻變壓器2的輸出阻抗和ADC的pF級的差分輸入電容相連會導致ADC的帶寬下降，RC濾波網絡的電阻用于限制瞬態電流，電容為微分電容，兩者組成的RC濾波網絡可以提高ADC的性能和減少踢回噪聲。RF射頻變壓器2的中間抽頭通過穩壓電路連接基準電壓AVDD，基準電壓的穩壓電路由濾波電容和去耦電容組成。基準電壓可能由于供電電源供能不足出現工頻交流成分、電壓波動等不穩定現象，濾波電容用于濾除基準電壓的交流成分，使直流電壓更加平穩；而電磁輻射干擾信號可能耦合到電路中使基準電壓有高頻毛刺，去耦電容用于濾掉高頻毛刺，兩者均使交流成分導地。基準電壓穩定性對于高頻行波信號采集至關重要，不穩定會導致誤觸發等一系列問題，因此穩壓電路加入濾波電容和去耦電容使基準電壓穩定，線性度好。可編程處理器4可以采用現場可編程門陣列(Field-Programmable Gate Array,FPGA)。由于FPGA在數字信號處理方面的編程更為方便，因此在本實施例中，優選使用FPGA。然而，對于本領域的普通技術人員來說，在不脫離本實用新型構思的前提下，還可以采用其他的可編程處理器，例如復雜可編程邏輯器件(Complex Programmable LogicDevice, CPLD)、可擦除可編輯邏輯器件(Erasable Programmable Logic Device, EPLD)等可編程處理器做出若干變形和改進，這些都屬于本實用新型的保護范圍。在其中一個實施例中，RF射頻變壓器為無源變壓器，使用無源變壓器，能從根本上解決了電源紋波及噪聲對有源器件帶來的系統干擾，且能夠降低系統功耗。以上所述實施例僅表達了本實用新型的幾種實施方式，其描述較為具體和詳細，但并不能因此而理解為對本實用新型專利范圍的限制。應當指出的是，對于本領域的普通技術人員來說，在不脫離本實用新型構思的前提下，還可以做出若干變形和改進，這些都屬于本實用新型的保護范圍。因此，本實用新型專利的保護范圍應以所附權利要求為準。
權利要求1.一種輸電線路行波測量減噪裝置，其特征在于，包括: 與輸電線路行波故障信號源連接的輸入端、變壓器、模數轉換器、可編程處理器，所述變壓器的一次側與所述輸入端連接，所述變壓器的二次側依次與所述模數轉換器和所述可編程處理器連接。
2.根據權利要求1所述的輸電線路行波測量減噪裝置，其特征在于，所述變壓器為無源射頻變壓器。
3.根據權利要求2所述的輸電線路行波測量減噪裝置，其特征在于，所述變壓器的一次側與所述輸入端之間還串聯有隔直電容。
4.根據權利要求3所述的輸電線路行波測量減噪裝置，其特征在于，所述隔直電容和變壓器的一次側之間還串聯有限流電阻。
5.根據權利要求1所述的輸電線路行波測量減噪裝置，其特征在于，所述變壓器二次側的頂端和地端分別與RC濾波電路連接。
6.根據權利要求1所述的輸電線路行波測量減噪裝置，其特征在于，所述變壓器二次側的中間抽頭通過穩壓電路連接基準電壓，所述穩壓電路包括濾波電容和去耦電容。
7.根據權利要求1所述的輸電線路行波測量減噪裝置，其特征在于，所述變壓器的一次側與輸入端之間還并聯有匹配電阻。
8.根據權利要求1所述的輸電線路行波測量減噪裝置，其特征在于，所述可編程處理器為現場可編程門陣列處理器。
專利摘要本實用新型涉及輸電線路檢測相關技術領域，特別是涉及輸電線路行波測量減噪裝置，包括與輸電線路行波故障信號源連接的輸入端、變壓器、模數轉換器、可編程處理器，所述變壓器的一次側與輸入端連接，變壓器的二次側依次與模數轉換器和可編程處理器連接。上述輸電線路行波測量減噪裝置，對FPGA前端模數轉換的設計，采用無源RF射頻器對行波故障信號進行差分，不僅對高頻噪聲有很好的抑制作用，而且從根本上解決了電源紋波及噪聲對有源器件帶來的系統干擾，且能夠降低系統功耗。
文檔編號G01R31/08GK202975241SQ20122069060
公開日2013年6月5日 申請日期2012年12月13日 優先權日2012年12月13日
發明者楊承矩, 許繼葵, 李瀚儒, 張耿斌, 張玨, 張成巍, 石銀霞, 張滔, 鄧燁恒, 彭紅剛, 張國清, 胡楓 申請人:廣州供電局有限公司, 武漢三相電力科技有限公司