基于OMAPL138 DSP+ARM电力并联电容器成套设备在线监测系统

并联电容器装置是一种广泛应用于电力输配电系统中的无功补偿设备,能够有效改善系统的功率因数,提高设备利用率。但高压并联电容器是满载运行设备,额定电流较大,长时间运行后易出现电容元件的老化并造成电容器损坏,电容器电容值会发生比较明显的改变。本文旨在研制一套电容器成套设备在线监测系统,有效的监测电力电容器的运行状态,当电容器故障发生时,还能进行故障原因的分析与定位。电容器成套设备在线监测系统的原理是交流电压、交流电流信号经调理电路连接到A/D采样板进行等时采样,对采样序列进行移位线性插值算法实现同步化,再运用数字信号处理中的FFT算法进行谐波分析,获得基波电压、基波电流信号的有效值,从而求得当前时刻对应电容器的电容值,调用电容故障判据算法就可以比较准确地判断出目前电容器有无故障发生。控制系统选用TI的OMAP-L138处理器,包括一个ARM9处理器内核和一个C6748内核。C6748内核支持浮点运算,运算能力强。ARM9处理器内核可为开发人员提供高度的灵活性,配合嵌入式Linux操作系统,可以方便地管理文件系统,完成任务调度。Qt图形用户界面的设计使得状态显示变得直观,人机交互也非常友好。监测系统投入到现场运行虽然还有待进一步的测试和验证,但是在实验室环境下,基本电参数的测量已经达到在线监测的要求。

1 评估板简介

基于TI OMAP-L138（定点/浮点DSP C674x+ARM9） + Xilinx Spartan-6 FPGA处理器；

OMAP-L138与FPGA通过uPP、EMIFA、I2C总线连接，通信速度可高达228MByte/s；

OMAP-L138主频456MHz，高达3648MIPS和2746MFLOPS的运算能力；

FPGA兼容Xilinx Spartan-6 XC6SLX9/16/25/45，平台升级能力强；

DSP+ARM+FPGA三核核心板，尺寸为66mm*38.6mm，采用工业级B2B连接器，保证信号完整性；；

支持裸机、SYS/BIOS操作系统、Linux操作系统。

图1 开发板正面和侧视图

XM138F-IDK-V3.0 是一款基于深圳信迈XM138-SP6-SOM核心板设计的开发板，采用沉金无铅工艺的4层板设计，它为用户提供了 XM138-SP6-SOM核心板的测试平台，用于快速评估XM138-SP6-SOM核心板的整体性能。

XM138-SP6-SOM引出CPU全部资源信号引脚，二次开发极其容易，客户只需要专注上层应用，大大降低了开发难度和时间成本，让产品快速上市，及时抢占市场先机。不仅提供丰富的 Demo 程序，还提供详细的开发教程，全面的技术支持，协助客户进行底板设计、调试以及软件开发。

2 典型运用领域
数据采集处理显示系统
智能电力系统
图像处理设备
高精度仪器仪表
中高端数控系统
通信设备
音视频数据处理

图2 典型应用领域

3 软硬件参数

开发板外设资源框图示意图

图3 开发板接口示意图

图4 开发板接口示意图