電力監(jiān)測系統(tǒng)是電網(wǎng)運行與設(shè)備管理的核心支撐技術(shù)，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(yīng)”向“主動預(yù)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(shè)的核心支柱。未來，隨著AI、5G與能源互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的深度融合，電力監(jiān)測將更精準(zhǔn)、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(shù)挑戰(zhàn)

GIS 局部放電是指在氣體絕緣金屬封閉開關(guān)設(shè)備（GIS）的絕緣系統(tǒng)中，由于局部電場強度過高，導(dǎo)致局部區(qū)域發(fā)生的放電現(xiàn)象。 GIS內(nèi)部一旦出現(xiàn)絕緣缺陷，極易造成設(shè)備故障，引起的停電時間較長，檢修費用也很高；據(jù)可靠調(diào)查表明，50％以上的GIS故障是可預(yù)先發(fā)現(xiàn)的； 在GIS的交接試驗中監(jiān)視局部放電信號，對運行中的GIS 進(jìn)行定期監(jiān)測，均是保障安全運行的有效手段。

GIS局部放電可以采用特高頻、超聲波、化學(xué)、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(dāng)前局部放電主要監(jiān)測方法。

GIS局部放電監(jiān)測應(yīng)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(dá)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(kuò)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(kuò)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(shè)備分布式布局，面臨分布式設(shè)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(shè)備轉(zhuǎn)為數(shù)字信號，經(jīng)過處理將分析結(jié)果通過無線網(wǎng)絡(luò)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(shè)備采用RIGOL SUA8000系列數(shù)字收發(fā)儀的SUA8208G型號，單設(shè)備可以實現(xiàn)8個通道信號采集，單個通道最大采樣率4GSa/s，模擬帶寬高達(dá)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(shè)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(kuò)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。

案例結(jié)果

SUA8208G產(chǎn)品已應(yīng)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(shè)備支持8通道同步采集，每通道最高采樣率高達(dá)4GSa/s，模擬帶寬達(dá)1.5GHz，完全覆蓋特高頻局放監(jiān)測帶寬范圍；緊湊式設(shè)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(kuò)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(yīng)用場景。

分布式應(yīng)用場景下的高精度同步能力

系統(tǒng)采用光分路器進(jìn)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(zhǔn)和多設(shè)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(guān)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(chǔ)。

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(yù)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(wù)。邊采集、邊計算、邊上傳架構(gòu)減輕了后端服務(wù)器壓力，避免帶寬瓶頸，實現(xiàn)更快的故障預(yù)警響應(yīng)和更高效的整站運行維護(hù)。

開放式開發(fā)接口，快速融入行業(yè)系統(tǒng)平臺

設(shè)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(wù)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(kuò)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(dá)16TB本地SSD存儲空間，具備最高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?jǐn)?shù)據(jù)打標(biāo)、分段存儲與離線讀取，為歷史分析、樣本訓(xùn)練等提供強大數(shù)據(jù)支撐。

SUA8000系列數(shù)字收發(fā)儀

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(fù)雜信號應(yīng)用場景設(shè)計。該系列產(chǎn)品采用模塊化架構(gòu)，但以標(biāo)準(zhǔn)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(shù)與AI算法相結(jié)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(wù)系統(tǒng)進(jìn)行二次開發(fā)，靈活擴(kuò)展應(yīng)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(lǐng)域構(gòu)建自動化測試流程或定制化解決方案。憑借領(lǐng)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(zhǔn)、更高效的研發(fā)驗證與業(yè)務(wù)應(yīng)用，加速創(chuàng)新進(jìn)程。

產(chǎn)品支持：

RIGOLSUA8208G

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

一直以來，普源精電專注于電子設(shè)計、測試、生產(chǎn)、優(yōu)化，提供為滿足客戶需求的廣泛解決方案及產(chǎn)品組合，并通過強化在硬件、算法及軟件方面的技術(shù)實力，緊密對接客戶需求和市場動態(tài)，持續(xù)探索提升產(chǎn)品應(yīng)用的行業(yè)覆蓋性。

未來，公司將進(jìn)一步聚焦客戶應(yīng)用，圍繞通信、新能源、半導(dǎo)體等前沿科技賽道，加強高端產(chǎn)品和解決方案的部署，形成從技術(shù)到產(chǎn)品、從時域到頻域、從通信到新能源半導(dǎo)體的全方位解決能力，為客戶解決測試挑戰(zhàn)和創(chuàng)造核心價值。