嵌入式系统在电力变压器监测中的应用研究

嵌入式系统是“控制、监视或者辅助装置、机器和设备运行的装置”（devices used to control, monitor, or assist the operaTIon of equipment, machinery or plants）。从中可以看出嵌入式系统是软件和硬件的综合体，还可以涵盖机械等附属装置。目前国内一个普遍被认同的定义是：以应用为中心、以计算机技术为基础、软件硬件可裁剪、适应应用系统对功能、可靠性、成本、体积、功耗严格要求的专用计算机系统。嵌入式系统本身是一个相对模糊的定义。目前嵌入式系统已经渗透到我们生活中的每个角落，工业、服务业、消费电子……，而恰恰由于这种范围的扩大，使得“嵌入式系统”更加难于明确定义。

    在电力系统中，诸如发电机、水轮机、励磁和调速系统、继电保护等，均已全部或部分实现了状态监测和故障诊断。然而，电力变压器（尤其是配电系统中）却是无人问津的荒地，完全未纳入监测、故障诊断和预警服务的范围。

　　电力设备在线运行状态监测指对设备的运行状态进行记录、分类和评估，它为设备维护、维修提供决策依据，包括以下任务：

　　①积累设备运行情况资料和数据，建立设备运行的历史档案；

　　②对设备运行状态处于正常或异常做出初步判断，根据历史档案、运行状态等级和已出现的故障特征及征兆初步判断故障的性质和程度；

　　③对设备的运行状态进行评估，并对评估进行分类，为设备检修的实施提供依据。

　　电力设备在线监测与诊断技术发展趋势是：

　　①电力系统监测与前沿性技术成果紧密结合：将计算机技术、通信技术、人工智能技术、电力电子技术与设备诊断技术结合起来，使诊断技术不断提高；

　　②单一化向群体监测发展：由以单台设备为目标的在线监测向整体在线设备的监测延伸；

　　③设备状态的远程监测和网络化跟踪：将设备监测技术与计算机网络技术相结合，在设备状态参数采集后，采用移动通信技术远程传送数据，集中进行故障分析和故障预警；

　　④状态监测系统与其他系统联网、集成：随着传感技术和信息技术的日益成熟，将状态监测系统与继电保护等系统有机结合，在智能化理论（如神经网络和专家系统）的基础上结合信号采集、数据分析为主的计算机辅助监测和诊断技术，电力设备状态监测与故障分析诊断必将进入智能化的新时代。

　　根据上述电力设备在线运行状态监测技术和发展趋势，结合监测技术未涉足电力变压器的现状，本文针对电力变压器，提出了在线运行状态监测系统，利用嵌入式系统实现了在线运行参数的采集处理[2-3],通过移动通信网络实现数据远程传输，并结合"电力设备在线监测预警服务平台[4]",实现电力变压器的故障分析和预警服务。

一 电力变压器监测系统结构

　　1 系统结构

　　利用嵌入式系统实现的电力变压器在线监测系统结构如图1所示，系统由传感器、变送器、ARM9 CPU、RF发射模块（USB GPRS 模块）等组成。

 

 

　　2 工作流程

　　图2给出了电力变压器在线监测系统的部分电路。