一种传感器数据处理模块及变电站分布式监测系统及方法技术方案

本发明专利技术公开了一种传感器数据处理模块及变电站分布式监测系统及方法，属于变电站监测技术领域。现有的监测布线方式，导致连接各种状态感知传感器的电缆又多又长，这给安装、施工和调试带来诸多不便。本发明专利技术的一种变电站分布式监测系统，设置一种工字型感知单元进行拓扑结构扩展，使得状态感知传感器能够通过一个设有传感器测量转换电路和边缘计算节点的工字型感知单元结构接入变电站设备状态智能监测系统。同时，本发明专利技术的工字型感知单元，相邻传感器以及被监测设备设置，形成就近数据处理结构，实现在被监测设备的本地，就能获知被监测设备状态，大大缩短了传感器线缆的长度，有效避免了电磁环境的干扰。避免了电磁环境的干扰。避免了电磁环境的干扰。

【技术实现步骤摘要】
一种传感器数据处理模块及变电站分布式监测系统及方法


[0001]本专利技术涉及一种传感器数据处理模块及变电站分布式监测系统及方法，属于变电站监测


技术介绍

[0002]变电站是国家电力电网中的主要构成单元，其主要变电设备的工作状态直接关系到电力电网的安全性、可靠性和稳定性，因此，包括主变压器和GIS(Gas Insulated Substation)在内的各变电设备的工作状态监测一直是业内研究的重点之一。
[0003]传统监测的技术手段通常采用集总式系统结构。按照监测设备对象，整个系统划分为变压器监测系统，GIS监测系统，避雷绝缘监测系统等多个设备监测系统。而在每个设备监测系统内，由根据状态感知传感器的种类继续细分。
[0004]例如变压器监测系统又分为油色谱监测系统，光纤测温系统，铁心监测系统等。再根据每个子监测系统的测量需要，选用不同种类的状态感知传感器，例如特高频局部放电传感器、高频局部放电传感器、超声局部放电传感器、机械振动监测传感器、接地电流传感器、温度传感器等。一方面，每个监测设备的每种传感器不仅需要专门的本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种传感器数据处理模块，其特征在于，设置一能与传感器电连接的工字型感知单元；所述工字型感知单元，能相邻传感器以及被监测设备设置，形成就近数据处理结构，其包括传感器测量转换电路、边缘计算节点，用于对传感器的数据进行处理；所述传感器测量转换电路，用于将传感器输出的原始信号处理后变成标准幅值的模拟电压信号，并能将模拟电压信号传输给边缘计算节点；所述边缘计算节点，用于采集模拟电压信号，并能将模拟电压信号转换为传感器数字信号，并从传感器数字信号中提取出被监测设备工作状态信息，实现在被监测设备的本地，就能获知被监测设备状态。2.如权利要求1所述的一种传感器数据处理模块，其特征在于，所述传感器测量转换电路包括阻抗变换器、低噪放大器、包络检波器、电压放大器，用于对原始信号进行阻抗变换、信号滤波、信号放大、信号检波处理，并得到具有标准阻抗和幅值特性的模拟电压信号，实现信号的同一标准输出。3.如权利要求1所述的一种传感器数据处理模块，其特征在于，所述边缘计算节点包括具有标准阻抗和幅值特性的双路高速AD转换器单元、FPGA高速数据采集器、DDR3高速数据缓冲器单元、MCU微处理器单元，以及一分布式测控网络连接与通信组件单元，用于在被监测设备的本地对模拟电压信号进行数字信号处理，得到传感器数字信号以及传感器数字信号特征参数信息，同时该传感器数字信号能被其他节点或状态信号监测平台直接显示和使用；所述双路高速AD转换器单元，用于在FPGA高速数据采集器的控制下，对输入到边缘计算节点的具有标准阻抗和幅值特性的模拟电压信号进行高速数据采集；所述DDR3高速数据缓冲器单元，用于对采集到的模拟电压信号进行缓冲存储，且能被MCU微处理器按需读取；所述MCU微处理器，用于对模拟电压信号进行数字信号处理及特征信息提取。4.一种变电站分布式监测系统，设有至少一个用于安装在变电设备上的状态感知传感器；所述状态感知传感器，用于变电站变电设备的状态感知；其特征在于，所述状态感知传感器电连接一工字型感知单元；所述工字型感知单元，相邻变电站变电设备以及状态感知传感器设置，形成就近数据处理结构，其包括传感器测量转换电路、边缘计算节点，用于对状态感知传感器的原始数据进行处理，实现变电设备的状态监测；所述传感器测量转换电路，用于将状态感知传感器输出的原始信号处理后变成标准幅值的模拟电压信号，并将模拟电压信号传输给边缘计算节点；所述边缘计算节点，以边缘计算的形式，将模拟电压信号进行数据采集，得到传感器数字信号，并从传感器数字信号中提取出变电设备工作状态信息，实现在变电设备的本地，就能获知变电设备状态感知以及监测。5.如权利要求4所述的一种变电站分布式监测系统，其特征在于，所述传感器测量转换电路包括阻抗变换电路、信号滤波电路、信号放大电路、信号检波电路、输出级阻抗变换电路，用于对原始信号进行阻抗变换、信号滤波、信号放大、信号检波
处理，并得到具有标准阻抗和幅值特性的模拟电压信号，实现信号的同一标准输出。6.如权利要求4所述的一种变电站分布式监测系统，其特征在于，所述边缘计算节点至少包括具有标准阻抗和幅值特性的双路高速AD转换器单元、FPGA高速数据采集器、DDR3高速数据缓冲器单元、MCU微处理器单元，以及一个分布式测控网络连接与通信组件单元，用于在变电设备的本地对模拟电压信号进行数字信号处理，得到传感器数字信号以及传感器数字信号特征参数信息，同时该传感器数字信号能被其他节点或状态信号监测平台直接显示和使用；所述双路高速AD转换器单元，用于在FPGA高速数据采集器的控制下，对输入到边缘计...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘浩军，蔺家骏，郑一鸣，马凯旋，李晨，陈非凡，钱平，邵先军，杨智，王绍安，陈孝信，金凌峰，
申请(专利权)人：清华大学，
类型：发明
国别省市：