智能化數據前置處理模塊的製作方法

2023-12-01 01:31:31 2

專利名稱：智能化數據前置處理模塊的製作方法
技術領域：
本實用新型涉及一種監測系統的前置處理模塊。
背景技術：
傳統變電站設備的監測系統一般由電流互感器，電壓傳感器、採集卡以及計算機系統組成。方法是將電流互感器，電壓傳感器的輸出直接通過導線引至後端採集箱，後通過電纜連接到位於計算機系統中的採集卡，並通過計算機端的軟體進行傅立葉變換等分析數據，從而得到所需結果，實現監測功能。上述方法的不足之處在於當被監測目標較多時，需要連接大量導線，接線十分複雜，導致安裝、調試困難，不易於維護。同時，過多的監測目標將導致計算機系統資源佔用率過高，易造成當機和系統崩潰等問題，降低了系統的可靠性。特別是當監測目標為高壓、超高壓時，上述方式無法運作。·

實用新型內容本實用新型的主要目的就是提供一種用於在線監測系統的智能化數據前置處理模塊，使得監測系統安裝、調試簡單，易於維護。為實現上述目的，本實用新型的技術方案為一種在線監測系統的智能化數據前置處理模塊，包括電源部分、測量部分、數據處理部分、通信部分；所述測量部分包括傳感器和互感器，可量化傳感器和互感器的輸入，可自動零飄矯正、智能溫度補償；所述數據處理部分包括主處理器、協處理器和緩存，用於完成數據的累積，可進行傅立葉變換以及諧波分析；所述通信部分包括光纖和乙太網，用於智能化數據前置處理模塊的直連或級聯。本實用新型的智能化數據前置處理模塊，由於具有了處理器，它可以進行複雜的數學運算，不需要後端的計算機來進行處理，後端計算機只需存儲數據和顯示結果，又由於本實用新型可以採用直連或級聯，不需要連接大量導線，因此監測系統安裝、調試簡單。同時，本實用新型是模塊化的形式，也大大方便了安裝以及後續的維護。

圖I是一種星型拓撲結構的變電站設備智能化在線監測系統。圖2是一種級聯拓撲結構的變電站設備智能化在線監測系統。圖3是一種變電站設備智能化在線監測系統的嵌入式智能化數據前置處理模塊架構圖。附圖標記說明光纖或者乙太網1，乙太網2，電源3，後備電池31，測量部分4，數據處理部分5，主處理器51，協處理器52，通信部分6。
具體實施方式
以下結合附圖和具體實施方式
對本實用新型作進一步詳細的說明，但本實用新型不局限於以下的實施例。[0011]一種變電站設備智能化在線監測系統，該系統包括位於前端的嵌入式數據實時採集、處理、變換的前端單元(或稱智能化數據前置處理模塊)，高速網絡交換單元，位於控制中心的嵌入式人機互動管理單元，控制臺伺服器數據分析綜合系統以及高速網絡組成。位於前端的嵌入式前端單元可通過百兆乙太網或者光纖級聯接入網絡交換單元(如圖2所示，圖中①表示光纖或者乙太網，②表示乙太網)，或者以星型方式通過百兆乙太網或者光線直接接入網絡交換單元(如圖I所示，圖中①表示光纖或者乙太網，②表示乙太網)，網絡交換單元通過乙太網連接至後端的嵌入式人機互動單元和伺服器單元(後端伺服器系統)。由於前端單元可級聯通信，前端到後端僅僅需要一條物理鏈路，這就大大方便了現場安裝，降低了施工成本。後端的嵌入式人機互動單元可以在脫離伺服器的情況下，實現危險預警，並可以查看關鍵數據以及對系統進行配置和管理。伺服器系統可以保存長期實時數據並向更高一級數據中心匯報狀態。另外，當變電站設備發生重大事故時，可以通過實時數據的回溯來查找分析事故原因。為解決傳統變電站設備監測系統存在的問題，本系統提供了一種以前端單元為核心，以嵌入式人機互動單元和伺服器為輔助的智能化在線監測系統。其中，前端單元安置於被檢監測目標附近，人機互動單元和伺服器系統位於管理中心。 上述系統中，作為核心的前端單元(即智能化數據前置處理模塊)(圖3)，本單元由電源部分③，測量部分④，數據處理部分⑤，通信部分⑥以及保護部分(圖3中未示)組成，各部分通過高速總線互聯。電源③包括電源管理電路和後備電池Q(圖示為後備鋰電池)。一般情況下通過協互感器竊電供能，互感竊電裝置(圖中未示)與電源管理電路連接。在高壓線路失電時，互感竊電裝置失電，其內置的後備電池Q足以維持正常運作。測量部分④包括電壓採集裝置、電流採集裝置和模擬信號調理電路，測量部分④用於量化傳感器和互感器的輸入，可以實現自動零飄矯正，智能溫度補償等。數據處理部分⑤由主處理器(MIPS)U協處理器(DSP) Q程序存儲器(FLASH)以及緩存(RAM)組成，對測量部分④的測量數據進行處理，用於完成數據的累積，傅立葉變換以及諧波分析等。通信部分⑥由若干光纖和乙太網接口組成，以直連或級聯實現高速數據傳輸，如圖I所示，若干(至少2個)前端單元可與網絡交換單元直連，形成星型拓撲結構，如圖2所示，若干(至少2個)前端單元之間可進行級聯後再與網絡交換單元連接，形成級聯拓撲結構。本系統的特點在於完全擺脫了傳統設備的線束(電纜束)，前端的被測目標沒有數量限制，前端單元可以無限級聯，前端到後端僅僅需要一根光纖且不需要給前端供能；複雜的數學運算不由後端計算機處理，而是前端單元執行，後端處理機只需存儲數據和顯示結果；模塊化的設計大大方便了安裝以及後續的維護等；大大降低了過程中各階段的成本。本發明不僅可用於變電站設備的智能化在線監測系統，還可用於煤礦設備、輸配電設備、礦用設備、無功補償裝置的智能化在線監測系統。
權利要求1.一種智能化數據前置處理模塊，其特徵在於包括電源部分(3)、測量部分(4)、數據處理部分(5)、通信部分(6);各部分通過高速總線互聯。
2.根據權利要求I所述的智能化數據前置處理模塊，其特徵在於測量部分(4)包括電壓採集裝置、電流採集裝置和模擬信號調理電路。
3.根據權利要求I所述的智能化數據前置處理模塊，其特徵在於數據處理部分(5)包括主處理器、協處理器、程序存儲器以及緩存。
4.根據權利要求2所述的智能化數據前置處理模塊，其特徵在於數據處理部分(5)包括主處理器、協處理器、程序存儲器以及緩存；電源部分包括電源管理電路和後備電池；通信部分由若干光纖和乙太網接口組成。
專利摘要本實用新型公開了一種智能化數據前置處理模塊，包括電源部分(3)、測量部分(4)、數據處理部分(5)、通信部分(6)。本實用新型的智能化數據前置處理模塊，是模塊化形式的，具有數據處理功能，可以進行複雜的數學運算，不需要後端的計算機來進行處理，本實用新型可以採用直連或級聯，不需要連接大量導線，因此監測系統安裝、調試簡單，方便維護。
文檔編號H02J13/00GK202712980SQ201220350169
公開日2013年1月30日 申請日期2012年7月19日 優先權日2012年6月19日
發明者劉瑞雲, 唐思超, 範立社, 莊劍 申請人:中網電氣有限公司