利用嵌入式系統(tǒng)實現(xiàn)電力設(shè)備的監(jiān)測及抗干擾解決方案

電力設(shè)備的狀態(tài)監(jiān)測與故障診斷是近10年來備受關(guān)注的研究和實施領(lǐng)域，是保障電力系統(tǒng)穩(wěn)定可靠運行的前提，也是智能電網(wǎng)[1]重點研究和發(fā)展的領(lǐng)域之一。

在電力系統(tǒng)中，諸如發(fā)電機、水輪機、勵磁和調(diào)速系統(tǒng)、繼電保護等，均已全部或部分實現(xiàn)了狀態(tài)監(jiān)測和故障診斷。然而，電力變壓器（尤其是配電系統(tǒng)中）卻是無人問津的荒地，完全未納入監(jiān)測、故障診斷和預(yù)警服務(wù)的范圍。

電力設(shè)備在線運行狀態(tài)監(jiān)測指對設(shè)備的運行狀態(tài)進行記錄、分類和評估，它為設(shè)備維護、維修提供決策依據(jù)，為設(shè)備積累完整和真實的運行記錄資料，為故障分析和診斷提供真實依據(jù)，為故障預(yù)防和處理提供科學(xué)依據(jù)，它包括以下任務(wù)：

(1)積累設(shè)備運行情況資料和數(shù)據(jù),建立設(shè)備運行的歷史檔案；

(2)對設(shè)備運行狀態(tài)處于正常或異常做出初步判斷，根據(jù)歷史檔案、運行狀態(tài)等級和已出現(xiàn)的故障特征及征兆初步判斷故障的性質(zhì)和程度；

(3)對設(shè)備的運行狀態(tài)進行評估，并對評估進行分類，為設(shè)備檢修的實施提供依據(jù)。

電力設(shè)備在線監(jiān)測與診斷技術(shù)發(fā)展趨勢是：

(1)電力系統(tǒng)監(jiān)測與前沿性技術(shù)成果緊密結(jié)合：將計算機技術(shù)、通信技術(shù)、人工智能技術(shù)、電力電子技術(shù)與設(shè)備診斷技術(shù)結(jié)合起來,使診斷技術(shù)不斷提高；

(2)單一化向群體監(jiān)測發(fā)展：由以單臺設(shè)備為目標(biāo)的在線監(jiān)測向整體在線設(shè)備的監(jiān)測延伸；

(3)設(shè)備狀態(tài)的遠程監(jiān)測和網(wǎng)絡(luò)化跟蹤：將設(shè)備監(jiān)測技術(shù)與計算機網(wǎng)絡(luò)技術(shù)相結(jié)合，在設(shè)備狀態(tài)參數(shù)采集后，采用移動通信技術(shù)遠程傳送數(shù)據(jù)，集中進行故障分析和故障預(yù)警；

(4)狀態(tài)監(jiān)測系統(tǒng)與其他系統(tǒng)聯(lián)網(wǎng)、集成：隨著傳感技術(shù)和信息技術(shù)的日益成熟，將狀態(tài)監(jiān)測系統(tǒng)與繼電保護等系統(tǒng)有機結(jié)合，在智能化理論(如神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)和專家系統(tǒng))的基礎(chǔ)上結(jié)合信號采集、數(shù)據(jù)分析為主的計算機輔助監(jiān)測和診斷技術(shù)，電力設(shè)備狀態(tài)監(jiān)測與故障分析診斷必將進入智能化的新時代。

根據(jù)上述電力設(shè)備在線運行狀態(tài)監(jiān)測技術(shù)和發(fā)展趨勢，結(jié)合監(jiān)測技術(shù)未涉足電力變壓器的現(xiàn)狀，本文針對電力變壓器，提出了在線運行狀態(tài)監(jiān)測系統(tǒng)，利用嵌入式系統(tǒng)實現(xiàn)了在線運行參數(shù)的采集處理[2-3]，通過移動通信網(wǎng)絡(luò)實現(xiàn)數(shù)據(jù)遠程傳輸，并結(jié)合“電力設(shè)備在線監(jiān)測預(yù)警服務(wù)平臺[4]”，實現(xiàn)電力變壓器的故障分析和預(yù)警服務(wù)。

1 電力變壓器監(jiān)測系統(tǒng)結(jié)構(gòu)

1.1 系統(tǒng)結(jié)構(gòu)

利用嵌入式系統(tǒng)實現(xiàn)的電力變壓器在線監(jiān)測系統(tǒng)結(jié)構(gòu)如圖1所示，系統(tǒng)由傳感器、變送器、ARM9 CPU、RF發(fā)射模塊（USB GPRS 模塊）等組成。

1.2 工作流程

圖2給出了電力變壓器在線監(jiān)測系統(tǒng)的部分電路。