本实用新型专利技术涉及电缆局部放电监测技术领域，公开了一种边缘计算的电缆局放在线监测装置，包括信号采集模块、信号调理模块、AD转换模块、FPGA模块、单片机以及电源模块，所述信号调理模块用于对所述信号采集模块采集到的放电信号进行滤波及放大处理；所述AD转换模块用于接收所述信号调理模块的输出信号并对所述输出信号进行AD转换生成放电脉冲信号；所述FPGA模块用于采样所述放电脉冲信号，并对所述放电脉冲信号进行FFT频谱计算，得到放电脉冲数据；所述单片机用于对所述放电脉冲数据进行处理，并将处理结果传输给数据处理监视后台。本实用新型专利技术将局放数据处理、分类计算放到IED数据采集设备,提高IED数据采集设备的处理局放数据的能力。的能力。的能力。
【技术实现步骤摘要】
一种边缘计算的电缆局放在线监测装置
[0001]本技术涉及电缆局部放电监测
，具体涉及一种边缘计算的电缆局放在线监测装置。
技术介绍
[0002]交联聚乙烯电缆，广泛应用于城市电网建设，但是，由于电缆环境复杂，现场施工工艺要求高，由于施工人员技术良莠不齐，导致电缆在高电压环境下，产生局部放电(简称“局放”)，影响电缆使用寿命，严重威胁电网运行安全，当前电缆局部放电在线监测系统，主要包括传感器、IED数据采集设备和数据处理监视后台，其中IED数据采集设备主要负责局放信号采集，数据处理监视后台负责局放逻辑判断，局放类型识别，局放图谱显示。而现有方案中，前端IED数据采集设备主要负责局放数据的采样与滤波，而将局放数据的处理、图谱生成、报警逻辑判定、局放类型分类等处理由数据处理监视后台的主监控主机处理，随着IED数据采集设备的数量的增多，主监控主机的计算和存储压力过大，造成局放数据处理不及时。
技术实现思路
[0003]本技术提供一种边缘计算的电缆局放在线监测装置，提高IED数据采集设备的处理局放数据的能力，将局放数据处理、分类计算放到IED数据采集设备,减轻中心节点主机(主监控主机)的数据处理压力。
[0004]本技术通过下述技术方案实现：
[0005]一种边缘计算的电缆局放在线监测装置，设置在IED数据采集设备内，包括信号采集模块、信号调理模块、AD转换模块、FPGA模块、单片机以及电源模块，其中，
[0006]所述电源模块为所述信号调理模块、AD转换模块、FPGA模块、单片机供电；
[0007]所述信号采集模块用于采集电缆的局部放电信号；
[0008]所述信号调理模块用于对所述信号采集模块采集到的放电信号进行滤波及放大处理；
[0009]所述AD转换模块用于接收所述信号调理模块的输出信号并对所述输出信号进行AD转换生成放电脉冲信号；
[0010]所述FPGA模块用于采样所述放电脉冲信号，并对所述放电脉冲信号进行FFT频谱计算，得到放电脉冲数据；
[0011]所述单片机用于对所述放电脉冲数据进行处理，并将处理结果传输给数据处理监视后台。
[0012]作为优化，所述信号采集模块为电流传感器。
[0013]作为优化，所述FPGA模块包括采样信号预处理单元，所述采样信号预处理单元的采样速率为100MS/s、脉冲时长为10.24us。
[0014]作为优化，所述单片机包括逻辑处理单元、同步单元和通讯单元；
[0015]所述逻辑处理单元用于进行放电报警判断、生成PRPD图谱、PRPS信息，以及对放电类型进行分类，并在仅当确定放电脉冲数据为放电报警时，保存相应的PRPD图谱和PRPS信息，并进行等效时间和等效频率计算生成TF图谱以及脉冲波形频谱；
[0016]所述同步单元用于产生所述单片机的内部同步信号或处理工频电源得到的脉冲同步信号；
[0017]所述通讯单元用于将所述逻辑处理单元处理后得到的处理结果传输给数据处理监视后台。
[0018]作为优化，所述逻辑处理单元进行放电报警判断具体为：接收所述放电脉冲数据并判断所述放电脉冲数据是否超出设定阈值，若所述放电脉冲数据超出设定阈值，则认定该所述放电脉冲数据为放电报警数据。
[0019]作为优化，所述逻辑处理单元内设有NNOM库，所述NNOM库内存放有电缆放电信息的分类数据。
[0020]作为优化，所述通讯单元通过以太网或光纤与所述数据处理监视后台进行通信连接。
[0021]作为优化，还包括显示器，所述显示器与所述单片机电连接。
[0022]作为优化，所述处理结果包括TF图谱、脉冲波形频谱、被判定为放电报警的放电脉冲数据、该放电脉冲数据对应的放电类型以及对放电类型判断的准确率。
[0023]作为优化，所述单片机采用SMT32F429ZETx。
[0024]作为优化，所述FPGA模块采用EP4CE15F23I7N。
[0025]本技术与现有技术相比，具有如下的优点和有益效果：
[0026]本技术将局放数据处理、分类计算放到IED数据采集设备,提高IED数据采集设备的处理局放数据的能力，减轻中心节点主机(主监控主机)的数据处理压力。
附图说明
[0027]此处所说明的附图用来提供对本技术实施例的进一步理解，构成本申请的一部分，并不构成对本技术实施例的限定。在附图中：
[0028]图1为本技术所述的一种边缘计算的电缆局放在线监测装置的结构示意图；
[0029]图2为信号调理模块的电路连接图；
[0030]图3为AD转换模块的电路连接图；
[0031]图4为与AD转换模块连接的FPGA模块图；
[0032]图5为单片机的引脚图以及与单片机相连接的FPGA的模块图。
[0033]附图中标记及对应的零部件名称：
[0034]1‑
信号采集模块，2
‑
信号调理模块，3
‑
AD转换模块，4
‑
FPGA模块，5
‑
单片机。
具体实施方式
[0035]为使本技术的目的、技术方案和优点更加清楚明白，下面结合实施例和附图，对本技术作进一步的详细说明，本技术的示意性实施方式及其说明仅用于解释本技术，并不作为对本技术的限定。
[0036]实施例
[0037]本实施例提供一种边缘计算的电缆局放在线监测装置，如图1所示，设置在IED数据采集设备内，包括信号采集模块1、信号调理模块2、AD转换模块3、FPGA模块4、单片机5以及电源模块6，其中，
[0038]所述电源模块1为所述信号调理模块2、AD转换模块3、FPGA模块4、单片机5供电。
[0039]电源模块为ACDC电源与电源管理芯片以及外围电路组成，(电源模块为现有技术，本领域技术人员可以根据实际情况来设置，这里就不再赘述了)为整个装置的各个芯片提供电源。电源管理芯片(Power Management Integrated Circuits)，是在电子设备系统中担负起对电能的变换、分配、检测及其他电能管理的职责的芯片.主要负责识别CPU供电幅值，产生相应的短矩波，推动后级电路进行功率输出。常用电源管理芯片有LMG3410R050，UCC12050，BQ25790、HIP6301、IS6537、RT9237、ADP3168、KA7500、TL494等。
[0040]所述信号采集模块2用于采集电缆的局部放电信号，具体的，信号采集模块采集设置在电缆上的局放传感器的信号；本实施例中，所述信号采集模块为电流传感器，特别的，为高频电流传感器。
[0041]如图2所示，为信号调理模块3。所述信号调理模块3用于对所述信号采集模块采集到的放电信号进行滤波及放大处理；该信号调理模块包括芯片(LB7、LB6、U21)、变压器(T2、T3)及其外围的本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种边缘计算的电缆局放在线监测装置，设置在IED数据采集设备内，其特征在于，包括信号采集模块、信号调理模块、AD转换模块、FPGA模块、单片机以及电源模块，其中，所述电源模块为所述信号调理模块、AD转换模块、FPGA模块、单片机供电；所述信号采集模块用于采集电缆的局部放电信号；所述信号调理模块用于对所述信号采集模块采集到的放电信号进行滤波及放大处理；所述AD转换模块用于接收所述信号调理模块的输出信号并对所述输出信号进行AD转换生成放电脉冲信号；所述FPGA模块用于采样所述放电脉冲信号，并对所述放电脉冲信号进行FFT频谱计算，得到放电脉冲数据；所述单片机用于对所述放电脉冲数据进行处理，并将处理结果传输给数据处理监视后台。2.根据权利要求1所述的一种边缘计算的电缆局放在线监测装置，其特征在于，所述信号采集模块为电流传感器。3.根据权利要求1所述的一种边缘计算的电缆局放在线监测装置，其特征在于，所述FPGA模块包括采样信号预处理单元，所述采样信号预处理单元的采样速率为100MS/s、脉冲时长为10.24us。4.根据权利要求1所述的一种边缘计算的电缆局放在线监测装置，其特征在于，所述单片机包括逻辑处理单元、同步单元和通讯单元；所述逻辑处理单元用于进行放电报警判断、生成PRPD图谱、PRPS信息，以及对放电类型进行分类，并在仅当...
【专利技术属性】
技术研发人员：张秀宏，龚伟，樊海松，吴杰，郑思敏，
申请(专利权)人：重庆臻远电气有限公司，
类型：新型
国别省市：
还没有人留言评论。发表了对其他浏览者有用的留言会获得科技券。