青海省電力安全工器具檢測(cè)計(jì)量服務(wù)

已通過(guò)*實(shí)驗(yàn)室認(rèn)可委員會(huì)(CNAS）認(rèn)可，認(rèn)可號(hào)L3170，國(guó)際實(shí)驗(yàn)室互認(rèn)組織(ILAC-MRA）互認(rèn)授權(quán)的第三方公正實(shí)驗(yàn)室， 設(shè)有力學(xué)；長(zhǎng)度；衡器；電學(xué)；無(wú)線電；熱工；理化；鞋業(yè)鞋材輕紡產(chǎn)品檢測(cè)等十個(gè)實(shí)驗(yàn)室! *認(rèn)可能力達(dá)二百多余項(xiàng)，可校準(zhǔn)千余種儀器。本公司可對(duì)以上類別范圍的各國(guó)儀器進(jìn)行校準(zhǔn)，對(duì)鞋及鞋材輕紡產(chǎn)品進(jìn)行檢測(cè)，并出具國(guó)際認(rèn)可的有效證書(shū)! 證書(shū)廣泛用于QS, CCC, UL, CE, ISO等的評(píng)審和企業(yè)對(duì)儀器及產(chǎn)品的檢驗(yàn)和督查!

利用嵌入式系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)電力設(shè)備的監(jiān)測(cè)及抗干擾解決方案:
電力設(shè)備的狀態(tài)監(jiān)測(cè)與故障診斷是近10年來(lái)備受關(guān)注的研究和實(shí)施領(lǐng)域，是保障電力系統(tǒng)穩(wěn)定可靠運(yùn)行的前提，也是智能電網(wǎng)[1]重點(diǎn)研究和發(fā)展的領(lǐng)域。

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

電力設(shè)備在線運(yùn)行狀態(tài)監(jiān)測(cè)指對(duì)設(shè)備的運(yùn)行狀態(tài)進(jìn)行記錄、分類和評(píng)估，它為設(shè)備維護(hù)、維修提供決策依據(jù)，為設(shè)備積累完整和真實(shí)的運(yùn)行記錄資料，為故障分析和診斷提供真實(shí)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(yùn)行情況資料和數(shù)據(jù),建立設(shè)備運(yùn)行的歷史檔案；

(2)對(duì)設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)處于正?；虍惓Ｗ龀龀醪脚袛?，根據(jù)歷史檔案、運(yùn)行狀態(tài)等級(jí)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(duì)設(shè)備的運(yùn)行狀態(tài)進(jìn)行評(píng)估，并對(duì)評(píng)估進(jìn)行分類，為設(shè)備檢修的實(shí)施提供依據(jù)。

電力設(shè)備在線監(jiān)測(cè)與診斷技術(shù)發(fā)展趨勢(shì)是：

(1)電力系統(tǒng)監(jiān)測(cè)與前沿性技術(shù)成果緊密結(jié)合：將計(jì)算機(jī)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(lái),使診斷技術(shù)不斷提高；

(2)單一化向群體監(jiān)測(cè)發(fā)展：由以單臺(tái)設(shè)備為目標(biāo)的在線監(jiān)測(cè)向整體在線設(shè)備的監(jiān)測(cè)延伸；

(3)設(shè)備狀態(tài)的遠(yuǎn)程監(jiān)測(cè)和網(wǎng)絡(luò)化跟蹤：將設(shè)備監(jiān)測(cè)技術(shù)與計(jì)算機(jī)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(dòng)通信技術(shù)遠(yuǎn)程傳送數(shù)據(jù)，集中進(jìn)行故障分析和故障預(yù)警；

(4)狀態(tài)監(jiān)測(cè)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(cè)系統(tǒng)與繼電保護(hù)等系統(tǒng)有機(jī)結(jié)合，在智能化理論(如神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)和*系統(tǒng))的基礎(chǔ)上結(jié)合信號(hào)采集、數(shù)據(jù)分析為主的計(jì)算機(jī)輔助監(jiān)測(cè)和診斷技術(shù)，電力設(shè)備狀態(tài)監(jiān)測(cè)與故障分析診斷必將進(jìn)入智能化的新時(shí)代。

根據(jù)上述電力設(shè)備在線運(yùn)行狀態(tài)監(jiān)測(cè)技術(shù)和發(fā)展趨勢(shì)，結(jié)合監(jiān)測(cè)技術(shù)未涉足電力變壓器的現(xiàn)狀，本文針對(duì)電力變壓器，提出了在線運(yùn)行狀態(tài)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，利用嵌入式系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)了在線運(yùn)行參數(shù)的采集處理[2-3]，通過(guò)移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)遠(yuǎn)程傳輸，并結(jié)合“電力設(shè)備在線監(jiān)測(cè)預(yù)警服務(wù)平臺(tái)[4]”，實(shí)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(cè)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(shí)現(xiàn)的電力變壓器在線監(jiān)測(cè)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。

利用嵌入式系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)的電力變壓器在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)

1.2 工作流程

圖2給出了電力變壓器在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的部分電路。

電力變壓器在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的部分電路

(1)前端數(shù)據(jù)采集：電力變壓器的監(jiān)測(cè)參數(shù)包括溫度、電壓/電流和開(kāi)關(guān)狀態(tài)三類參數(shù)，其中溫度和電壓/電流為模擬量，溫度信號(hào)通過(guò)溫度傳感器獲取，電流/電壓信號(hào)通過(guò)電流/電壓變送器獲取；模擬量獲取后的取值均為0~5 V的電壓信號(hào)，均經(jīng)過(guò)信號(hào)隔離電路LM339后輸入到多路轉(zhuǎn)換電路CD4051，之后經(jīng)由采樣保持電路LF398，輸入到A/D轉(zhuǎn)換器，將獲取的模擬信號(hào)轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號(hào)，然后由CPU進(jìn)行數(shù)字處理；開(kāi)關(guān)狀態(tài)為開(kāi)關(guān)量信號(hào)，通過(guò)去抖和整形信號(hào)處理后，交由開(kāi)關(guān)量信號(hào)接收電路送至CPU，然后由CPU進(jìn)行統(tǒng)一地信號(hào)處理。

(2)數(shù)據(jù)處理：CPU對(duì)采集的模擬量和開(kāi)關(guān)量進(jìn)行排序和歸一化處理，形成標(biāo)準(zhǔn)的數(shù)據(jù)格式，并按窗口方式進(jìn)行移動(dòng)保存，同時(shí)對(duì)采集數(shù)據(jù)進(jìn)行異常判斷，加注異常標(biāo)識(shí)，以便優(yōu)先上傳和處理。

(3)數(shù)據(jù)上傳：CPU根據(jù)數(shù)據(jù)處理的結(jié)果，通過(guò)標(biāo)準(zhǔn)USB接口電路和帶USB接口的射頻電路(USB GPRS模塊)，優(yōu)先上傳帶有異常標(biāo)識(shí)的數(shù)據(jù)，在沒(méi)有異常標(biāo)識(shí)的情況下，定時(shí)輪流上傳模擬量和開(kāi)關(guān)量信號(hào)。

(4)數(shù)據(jù)顯示：通過(guò)LED構(gòu)成的顯示電路，在LED上輪流顯示采集的溫度值、電壓/電流值。

(5)配置管理：通過(guò)RS485接口電路接受遠(yuǎn)程配置管理，包括采集數(shù)據(jù)整定值、數(shù)據(jù)保存窗口大小、異常數(shù)據(jù)閥值、上傳數(shù)據(jù)格式、上傳信號(hào)通道配置、上傳信號(hào)時(shí)間配置等。

2 電力變壓器監(jiān)測(cè)系統(tǒng)實(shí)施參數(shù)

2.1 系統(tǒng)實(shí)施參數(shù)

(1)CPU：(ARM9)AT91RM900，主頻266 MHz；
(2)A/D轉(zhuǎn)換：12 bit；
(3)操作系統(tǒng)：嵌入式Linux；
(4)多路轉(zhuǎn)換開(kāi)關(guān)：CD4051，8路；
(5)模擬量：支持8路；
(6)開(kāi)關(guān)量：支持8路；
(7)RF模塊：采用移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)(GSM)的USB GPRS接口模塊；
(8)遠(yuǎn)程通信接口：RS485，用于系統(tǒng)配置；
(9)顯示：2×6 bit LED。

北城區(qū)
北京西城區(qū)
北京崇文區(qū)
北京宣武區(qū)
北京朝陽(yáng)區(qū)
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北京通州區(qū)
北京順義區(qū)
北京昌平區(qū)
北京大興區(qū)
北京平谷區(qū)
北京懷柔區(qū)
北京密云縣
北京延慶縣

浦東新區(qū)
徐匯區(qū)
黃浦區(qū)
楊浦區(qū)
虹口區(qū)
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寶山區(qū)
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嘉定區(qū)
南匯區(qū)
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青浦區(qū)
奉賢區(qū)
崇明縣
天津
天津和平區(qū)
天津河?xùn)|區(qū)
天津河西區(qū)
天津南區(qū)
天津河北區(qū)
天津紅橋區(qū)
天津塘沽區(qū)
天津漢沽區(qū)
天津大港區(qū)
天津東麗區(qū)
天津西青區(qū)
天津津南區(qū)
天津北辰區(qū)
天津武清區(qū)
天津?qū)氎鎱^(qū)
天津?qū)幒涌h
天津靜?？h
天津薊縣
重慶
重慶萬(wàn)州區(qū)
重慶涪陵區(qū)
重慶渝中區(qū)
重慶大渡口
重慶江北區(qū)
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重慶九龍坡區(qū)
重慶南岸區(qū)
重慶北碚區(qū)
重慶萬(wàn)盛區(qū)
重慶雙橋區(qū)
重慶渝北區(qū)
重慶巴南區(qū)
重慶長(zhǎng)壽縣
重慶纂江縣
重慶潼南縣
重慶銅梁縣
重慶大足縣
重慶榮昌縣
重慶璧山縣
重慶梁平縣
重慶城口縣
重慶豐都縣
重慶墊江縣
重慶武隆縣
重慶忠縣
重慶縣
重慶云陽(yáng)縣
重慶奉節(jié)縣
重慶巫山縣
重慶巫溪縣
重慶錢(qián)江土家族苗族自治縣
重慶石柱土家族自治縣
重慶秀山土家族苗族自治縣
重慶酉陽(yáng)土家族苗族自治縣
重慶彭水苗族土家族自治縣
重慶江津市
重慶合川市
重慶永川市
重慶南川市
河北
石家莊
石家莊長(zhǎng)安區(qū)
石家莊橋東區(qū)


2.2 軟件參數(shù)配置

(1)采集點(diǎn)數(shù)配置：根據(jù)實(shí)際采集點(diǎn)配置采集點(diǎn)數(shù)；
(2)采集參數(shù)值整定：歸一化參數(shù)映射值；
(3)異常整定：采集參數(shù)連續(xù)3次過(guò)整定值，即為異常；
(4)遠(yuǎn)程通信整定：包括傳輸通道配置、傳輸時(shí)間配置、傳輸優(yōu)先級(jí)別配置。

2.3 采集參數(shù)

(1)溫度采集點(diǎn)數(shù)：3路；
(2)電壓采集點(diǎn)數(shù)：3路；
(3)電流采集點(diǎn)數(shù)：2路；
(4)開(kāi)關(guān)量采集點(diǎn)數(shù)：4路。

本文給出的針對(duì)電力變壓器的監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，可以擴(kuò)展應(yīng)用于其他的電力設(shè)備，例如箱式變電站、高壓開(kāi)關(guān)柜等尚未進(jìn)行監(jiān)測(cè)的電力設(shè)備。其中的模擬量采集信號(hào)可以進(jìn)行擴(kuò)充，達(dá)到32路，開(kāi)關(guān)量采集信號(hào)可以達(dá)到16路。為了保證系統(tǒng)的抗干擾性，本文設(shè)計(jì)的監(jiān)測(cè)系統(tǒng)采用高抗干擾性能的USB GPRS模塊，并采用信號(hào)監(jiān)測(cè)及返回校驗(yàn)和看門(mén)狗，保證遠(yuǎn)程傳輸?shù)目煽啃浴２⒉捎孟鄳?yīng)的電磁屏蔽方式，對(duì)系統(tǒng)中的核心部件進(jìn)行屏蔽處理jnlfs5898。