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

電力設備的狀態(tài)監(jiān)測與故障診斷是近10年來備受關注的研究和實施領域，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、故障診斷和預警服務的范圍。

電力設備在線運行狀態(tài)監(jiān)測指對設備的運行狀態(tài)進行記錄、分類和評估，它為設備維護、維修提供決策依據(jù)，為設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)，為故障預防和處理提供科學依據(jù)，它包括以下任務：

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

(2)對設備運行狀態(tài)處于正?；虍惓Ｗ龀龀醪脚袛?，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)對設備的運行狀態(tài)進行評估，并對評估進行分類，為設備檢修的實施提供依據(jù)。

電力設備在線監(jiān)測與診斷技術發(fā)展趨勢是：

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

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

(3)設備狀態(tài)的遠程監(jiān)測和網(wǎng)絡化跟蹤：將設備監(jiān)測技術與計算機網(wǎng)絡技術相結合，在設備狀態(tài)參數(shù)采集后，采用移動通信技術遠程傳送數(shù)據(jù)，集中進行故障分析和故障預警；

(4)狀態(tài)監(jiān)測系統(tǒng)與其他系統(tǒng)聯(lián)網(wǎng)、集成：隨著傳感技術和信息技術的日益成熟，將狀態(tài)監(jiān)測系統(tǒng)與繼電保護等系統(tǒng)有機結合，在智能化理論(如神經(jīng)網(wǎng)絡和專家系統(tǒng))的基礎上結合信號采集、數(shù)據(jù)分析為主的計算機輔助監(jiān)測和診斷技術，電力設備狀態(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)上述電力設備在線運行狀態(tài)監(jiān)測技術和發(fā)展趨勢，結合監(jiān)測技術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)絡實現(xiàn)數(shù)據(jù)遠程傳輸，并結合“電力設備在線監(jiān)測預警服務平臺[4]”，實現(xiàn)電力變壓器的故障分析和預警服務。

1 電力變壓器監(jiān)測系統(tǒng)結構

1.1 系統(tǒng)結構

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)結構如圖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。