电力设备的状态监测与故障诊断是近10年来备受关注的研究和实施领域，是保障电力系统稳定可靠运行的前提，也是智能电网[1]重点研究和发展的领域之一。

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功率电感器范围。

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，为设备积累完整和真实的运行记录资料，为故障分析和诊断提供真实依据，为故障预防和处理提供科学依据，它包括以下任务：

(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)对设备运行状态电感器的测量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。

1 电力变压器监测系统结构

1.1 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。

1.2 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。

(1)前端数据采集：电力变压器的监测参数包括温度、电压/电流差模电感和开关状态三类参数，其中温度和电压/电流为模拟量，温度信号通过温度传感器获取，电流/电压信号通过电流/电压变送器获取；模拟量获取后的取值均为0~5 V的电压信号，均经过信号隔离电路LM339后输入到多路转换电路CD4051，之后经由采样保持电路LF398，输入到A/D转换器，将获取的模拟信号转换为数字信号，然后由CPU进行数字处理；开关状态为开功率电感器关量信号，通过去抖和整形信号处理后，交由开关量信号接收电路送至CPU，然后由CPU进行统一地信号处理。

(2)数据处理：CPU对采集的模拟量和开关量进行排序和归一化处理，形成标准的数据格式，并按窗口方式进行移动保存，同时对采集数据进行异常判断，加注异常标识，以便优先上传和处理。

(3)数据上传：CPU根据数据处理的结果，通过一体成型电感器标准USB接口电路和带USB接口的射频电路(USB GPRS模块)，优先上传带有异常标识的数据，在没有异常标识的情况下，定时轮流上传模拟量和开关量信号。 大功率电感厂家 |大电流电感工厂