[发明专利]基于边缘计算的水轮发电机局部放电分析系统及方法

说明书

本申请实施例提供一种基于边缘计算的水轮发电机局部放电分析系统及方法，属于高频局部放电测试技术领域，所述系统包括：水轮发电机、电容传感器和边缘计算模块；所述电容传感器安装在水轮发电机定子绕组上，用于采集水轮发电机的局部放电模拟信号；所述边缘计算模块用于将局部放电模拟信号转化为局部放电数字信号，并对所述局部放电数字信号进行分析和处理，获得有效局部放电数据。所述系统能够将从水轮发电机上获取到的局部放电数据在本地进行处理，筛选出有效局部放电数据。

技术领域

本申请涉及计算机技术领域，具体涉及一种基于边缘计算的水轮发电机局部放电分析系统、一种基于边缘计算的水轮发电机局部放电分析方法、一种机器可读存储介质及一种处理器。

背景技术

大型水轮发电机定子绕组绝缘结构复杂，物理特性及暂态过程分析困难。由于对故障发生及衍变机理认识尚不充分，受定子线棒国产化过程中工艺参数分散化等因素影响。近年来，大型水轮发电机定子绕组局部放电问题日益凸显。开展绝缘状态评价工作意义重大，实践表明尽早检测出绝缘故障可大幅度降低故障损失。

传统低频局放测试技术因采样率不足，测试结果呈波动性。此外，受大型水轮发电机大电容试品“吸收效应”和背景干扰的影响，局部放电脉冲淹没在背景噪声中难以识别。大型水轮发电机背景干扰较大，局部放电脉冲混叠在干扰信号中，由于示波器方案触发条件设置灵活性不足，采集到的信号序列呈“碎片化”，通常同时包含局放信号和干扰信号，局放特征信息还原十分困难。

在实际应用中，水轮发电机局部放电信号数据量大，局放信号的采集过度依赖大存储、高性能的硬件设备或者云端资源，目前，还没有能够用于大型水轮发电机的用以节省带宽和存储空间的技术方案。

发明内容

本申请实施例的目的是提供基于边缘计算的水轮发电机局部放电分析系统及方法，所述系统能够将从水轮发电机上获取到的海量局部放电信号在本地进行处理，筛选出有效局部放电数据，从而节省大量的Internet带宽以及存储空间。

为了实现上述目的，本申请第一方面提供一种基于边缘计算的水轮发电机局部放电分析系统，所述系统包括：水轮发电机、电容传感器和边缘计算模块；所述电容传感器安装在水轮发电机定子绕组上，用于采集水轮发电机的局部放电模拟信号；所述边缘计算模块用于将局部放电模拟信号转化为局部放电数字信号，并对所述局部放电数字信号进行分析和处理，获得有效局部放电数据。

在本申请实施例中，所述边缘计算模块，包括：ADC芯片组、适配器接口和FPGA芯片；

所述ADC芯片组用于将局部放电模拟信号转换为局部放电数字信号，并将局部放电数字信号经适配器接口发送至FPGA芯片；

所述FPGA芯片用于对所述局部放电数字信号进行实时切割、标注以及清洗处理，获得有效局部放电数据。

在本申请实施例中，所述系统还包括：高速实时数据通信模块和中心服务器；其中，所述中心服务器包括：数据存储模块；

所述高速实时数据通信模块用于将有效局部放电数据实时传输至数据存储模块；

所述数据存储模块用于存储所述有效局部放电数据。

在本申请实施例中，所述高速实时数据通信模块包括：高传输速率总线、数据传输模块、通信控制器和环形缓冲区；

所述通信控制器用于在所述环形缓冲区获取到数据采集指令的情况下，将数据传输模式转换为高速实时数据通信模式；

所述通信控制器还用于在所述高速实时数据通信模式下，控制所述有效局部放电数据依次通过高传输速率总线和数据传输模块传输至数据存储模块。

在本申请实施例中，所述通信控制器还用于在预定采样时间超过时间阈值的情况下，结束所述高速实时数据通信模式。