一种基于制造技术

本发明专利技术公开了一种基于

【技术实现步骤摘要】
一种基于MCU
‑
Apriori
‑
LoRa的空间电磁波UHF局放定向传感方法及系统


[0001]本专利技术涉及电气设备领域，具体是一种基于
MCU
‑
Apriori
‑
LoRa
的空间电磁波
UHF
局放定向传感方法及系统
。

技术介绍

[0002]特高频局部放电
(Ultra
‑
High Frequency Partial Discharge
，简称
UHF PD)
是指在电气设备或绝缘系统中发生的微小放电现象
。
这些放电现象通常在特高频范围内
(300MHz
至
3GHz)
发生
。
尽管这些放电现象很微小，但它们可能会对电力设备和系统造成严重的危害
。
以下是特高频局部放电的一些危害：
1)
导致设备损坏：特高频局部放电可能会导致电气设备的损坏，例如发电机
、
变压器
、
电缆和开关设备
。
长期的局部放电活动会逐渐损害绝缘材料，最终导致设备故障和失效
。2)
增加系统维护成本：局部放电可能导致电力设备的频繁故障，因此，企业或机构需要进行更频繁的维护和修理，这将增加维护成本
。3)
电力系统稳定性下降：当局部放电活动增加时，电气设备和系统的稳定性可能会受到影响
。r/>这可能导致系统不稳定
、
频繁的停电，甚至可能引发电力系统的大面积故障
。4)
安全风险：局部放电产生的能量可能会引起火灾或爆炸，对设备操作人员和周围环境构成安全威胁
。5)
资产价值损失：由于局部放电的影响，电力设备和系统的寿命可能会缩短，这将导致资产价值的损失
。6)
数据传输干扰：特高频局部放电可能会对周围的通信和数据传输系统造成干扰，导致通信故障或数据丢失
。
[0003]通过定向检测，可以早期发现局部放电现象，有助于在故障发生之前采取必要的维护和修复措施，预防设备故障的发生
。
然而对于偏远或不易到达的地点，难以做到及时检测，只能通过定期维护设备来避免设备故障的发生，造成不必要的人力和资源的浪费
。

技术实现思路

[0004]为了解决上述问题，本专利技术提供了一种能够准确检测到特高频局部放电源的基于
MCU
‑
Apriori
‑
LoRa
的空间电磁波
UHF
局放定向传感方法及系统
。
[0005]为了达到上述目的，本专利技术是通过以下技术方案来实现的：
[0006]本专利技术是一种基于
MCU
‑
Apriori
‑
LoRa
的空间电磁波特高频局放定向传感方法，包括如下操作：
[0007]定向采集空间电磁波特高频局放信息，包括定向采集电力设备处的局部放电信号和采集
UHF
局放定向传感器安装处的环境温度
、
环境湿度，得到
UHF
局放定向信号；
[0008]利用基于
MCU
集成芯片的
UHF
局放信息转换技术对
UHF
局放定向信号进行处理，将其转换成数字信号；
[0009]利用基于
MCU
集成芯片的
UHF
局放特征提取模型对处理后的
UHF
局放定向信号进行
UHF
局放定向特征提取；
[0010]构建基于
Apriori
的
UFH
局放定向特征异常关联分析模型，通过基于
Apriori
的
UFH
局放定向特征异常关联分析模型获得
UHF
局放定向特征异常的关联规则；根据
UHF
局放定向特征异常的关联规则对在线采集并处理得到的
UHF
局放定向特征进行关联匹配，当发现异常信息时，利用基于
LoRa
的
UHF
局放定向传输技术将异常信息定向传输至数据处理中心
。
[0011]本专利技术的进一步改进在于：所述空间电磁波特高频局放信息表达式为：
[0012][0013]式中：
X(t)
为
t
时刻采集的空间电磁波
UHF
局放定向传感用基础信息，为
t
时刻采集的
UHF
局放定向信号，
v(t)
为
t
时刻采集的
UHF
局放定向信号强度，
θ
(t)
为
t
时刻采集的
UHF
局放定向信号相角，
f(t)
为
t
时刻采集的
UHF
局放定向信号频率，
WD(t)
为
t
时刻
UHF
局放传感器安装处的量测温度，
PH(t)
为
t
时刻
UHF
局放传感器安装处的湿度
。
[0014]本专利技术的进一步改进在于：利用基于
MCU
集成芯片的
UHF
局放信息转换技术对空间电磁波特高频局放信息进行的处理包括：空间电磁波信号模数转换
、
信号滤波处理和信号放大处理，表达式如下所示：
[0015][0016]F(t)
＝
Filter(D(t)),300≤f
D
(t)≤1500(3)
[0017]ψ
(t)
＝
Amplify(F(t))(4)
[0018]X1(t)
＝
[
ψ
(t),v
ψ
(t),
θ
ψ
(t),f
ψ
(t),WD(t),PH(t)](5)
[0019]式中：
D(t)
为转换后的
t
时刻
UHF
数字信号，为
t
时刻采集的连续
UHF
局放定向信号，
ADC()
为模数转换函数，其功能为将连续的模拟信号转换为离散的数字信号，
F(t)
为滤波后的
t
时刻
UHF
数字信号，
f
D
(t)
为转换后的
UHF
数字信号对应的频率，
Filter()
为滤波函数，其功能为去除信号噪声和频率超出
300Hz...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.
一种基于
MCU
‑
Apriori
‑
LoRa
的空间电磁波特高频局放定向传感方法，其特征在于：包括如下操作：定向采集空间电磁波特高频局放信息，包括定向采集电力设备处的局部放电信号和采集
UHF
局放定向传感器安装处的环境温度
、
环境湿度，得到
UHF
局放定向信号；利用基于
MCU
集成芯片的
UHF
局放信息转换技术对
UHF
局放定向信号进行处理，将其转换成数字信号；利用基于
MCU
集成芯片的
UHF
局放特征提取模型对处理后的
UHF
局放定向信号进行
UHF
局放定向特征提取；构建基于
Apriori
的
UFH
局放定向特征异常关联分析模型，通过基于
Apriori
的
UFH
局放定向特征异常关联分析模型获得
UHF
局放定向特征异常的关联规则；根据
UHF
局放定向特征异常的关联规则对在线采集并处理得到的
UHF
局放定向特征进行关联匹配，当发现异常信息时，利用基于
LoRa
的
UHF
局放定向传输技术将异常信息定向传输至数据处理中心
。2.
根据权利要求1所述的一种基于
MCU
‑
Apriori
‑
LoRa
的空间电磁波特高频局放定向传感方法，其特征在于：所述空间电磁波特高频局放信息表达式为：式中：
X(t)
为
t
时刻采集的空间电磁波
UHF
局放定向传感用基础信息，为
t
时刻采集的
UHF
局放定向信号，
v(t)
为
t
时刻采集的
UHF
局放定向信号强度，
θ
(t)
为
t
时刻采集的
UHF
局放定向信号相角，
f(t)
为
t
时刻采集的
UHF
局放定向信号频率，
WD(t)
为
t
时刻
UHF
局放传感器安装处的量测温度，
PH(t)
为
t
时刻
UHF
局放传感器安装处的湿度
。3.
根据权利要求2所述的一种基于
MCU
‑
Apriori
‑
LoRa
的空间电磁波特高频局放定向传感方法，其特征在于：利用基于
MCU
集成芯片的
UHF
局放信息转换技术对空间电磁波特高频局放信息进行的处理包括：空间电磁波信号模数转换
、
信号滤波处理和信号放大处理，表达式如下所示：
F(t)
＝
Filter(D(t)),300≤f
D
(t)≤1500 (3)
ψ
(t)
＝
Amplify(F(t)) (4)X1(t)
＝
[
ψ
(t),v
ψ
(t),
θ
ψ
(t),f
ψ
(t),WD(t),PH(t)] (5)
式中：
D(t)
为转换后的
t
时刻
UHF
数字信号，为
t
时刻采集的
UHF
局放定向信号，
ADC()
为模数转换函数，
F(t)
为滤波后的
t
时刻
UHF
数字信号，
f
D
(t)
为转换后的
UHF
数字信号对应的频率，
Filter()
为滤波函数，
ψ
(t)
为
t
时刻放大后的
UHF
数字信号，
Amplify()
为信号放大函数，
X1(t)
为
t
时刻经过
MCU
集成芯片转换后的
UHF
局放信息，
v
ψ
(t)、
θ
ψ
(t)、f
ψ
(t)
分别为转换后的信号对应的信号强度
、
信号相角
、
以及信号频率
。4.
根据权利要求3所述的一种基于
MCU
‑
Apriori
‑
LoRa
的空间电磁波特高频局放定向传感方法，其特征在于：所述基于
MCU
集成芯片的
UHF
局放特征提取模型的表达式为：
PV(t)
＝
max(
ψ
(t)) (6)T
r
＝
t2‑
t
1 (7)T
f
＝
t4‑
t
3 (8)
FS(t)
＝
FFT(
ψ
(t)) (10)
式中：
PV(t)
为
t
时刻捕获到的

【专利技术属性】
技术研发人员：费章君，朱俊强，杨仕友，李奕颖，许苏军，刘江林，
申请(专利权)人：江苏征途技术股份有限公司，
类型：发明
国别省市：