基于AM5728的电能质量监测系统

随着科学技术及工业的发展,许多自动化程度很高的用户对电能质量越来越敏感。任何电能质量问题都将导致产品质量的下降,甚至于工程作业的停顿,给用户造成不可估量的损失。电能质量的提高,可降低网损、提高设备使用寿命、减少电力生产事故。电能质量污染的治理离不开电能质量的监测。因此,准确完整地对电能质量进行监测是电能质量管理的必要手段之一。相对于国外而言,我国对电能质量监测装置的研发比较落后。国内大多数厂家采用的是单片机或者工控机结构,这些仪器与国外先进技术相比,唯一的优势就是价格低廉,但在实际应用中存在着很多问题。因此,本文使用当前德州仪器(TI)公司最新推出的ARM+DSP双核架构芯片AM5728设计了一种新型的电能质量监测系统,该系统不仅可以依靠DSP强大的高速运算能力实现在线监测的功能,同时还能利用ARM及Linux操作系统方便地开发人机交互界面。该方案集成度高、成本低,具备高性价比及市场竞争能力,非常适合于实际工业产品的开发。

信迈科技（www.szxinmai.com）基于TI AM5728芯片开发出一款强大的工业控制平台。AM5728处理器包含双ARM Cortex-A15和双C66x 浮点DSP，强大的处理能力在工业自动化、机器视觉、医疗成像、智能交通等应用领域广泛使用。

电力设备在线监测系统由温度在线监测装置、避雷器绝缘在线监测装置、断路器在线监测装置组成，系统涵盖了变电站主要电气设备绝缘状态参数的监测，监测参量多、功能齐全。系统也可以灵活配置，由其中的一套或两套装置组成，必要时也可选配变压器油色谱监测装置(智电电力)。

                                           系统结构

 

系统集成

通过工控机及系统集成软件，对各监控装置的动态参数进行集成，建立变电站设备状态综合数据库，自动生成设备状态参数报表和变化趋势曲线，对设备状态的历史参数进行“横比”缺，趋势分析和相对比较相结合，实现设备状态的初步诊断，为专家诊断系统提供开放性平台，通过网络，现设备的远程/现场状态监测、诊断和评估。

系统特点

配置灵活，扩展性好，功能齐全，性能优异

测量准确，数据可靠，安装简便，维护简单

研究现状

     目前电力系统中的一些技术和装置,实际上或多或少地已涉及状态监测,尤其是一些在线监测系统和故障诊断系统。虽然这些系统能起到一定的状态监测的目的,但还不能完全满足状态监测的要求。在国际上,状态监测已成为非破坏性检测(NonDe2structiveTesting,NDT)下属的一个活跃的新分支。从1989年起,已举行了多届有关状态监测的国际会议,每年都有大量的研究报告、学术论文发表。在电力系统领域,状态监测也已受到电力部门管理、科研、运营和工程维护人员的日益重视并逐渐成为国际性的前沿研究课题和研究热点。

监测方法

针对不同的电力设备,已经提出了众多状态监测方法,其中有许多是通用的,如振动分析法、油中气体分析法、局部放电检测法、绝缘恢复电压法等。

在正常运行条件下,电力设备具有一个固有的自然振动水平。当紧固螺钉变松或出现变化,或由于短路、绝缘老化等造成绕组或引线结构的偏移、扰动时便会导致设备振动的加剧,振动分析法就是一种广泛用于监测这种故障的有效方法。为了监测设备的振动水平,常采用声学传感器和加速计来采集设备的振动信号,然后对振动信号的强度和振动模式进行分析和判别,从而达到对设备状态监测的目的。

利用光/电及电/光信号的变换来实现各种电量和非电量的测量。随着光电子器件、光导纤维的发展，各种光纤传感方法被广泛应用于工业领域。

光电检测通常是由传感部分将被测信号转变为光载波信号(即由光的强度或光波相位、频率决定的被测量)，经光导纤维传送到接收侧，再经过光/电变换把光载波信号解调出被测信号。许多光学物理效应已经被用于调制检测，如光弹性效应用作压力、变形的测量；电光效应用作电场、电压的测量；磁光效应（法拉第效应）用作磁场、电流的测量；荧光效应用作温度的测量等。光导纤维的使用为这些检测方法提供了有力的工具。

光电检测的优点在于绝缘性能好，克服了高电压绝缘的困难，使许多处在高电位位置的物理测量成为可能；光信号通过光导纤维传送，不受外界电磁场的干扰，特别适用于电磁干扰严重的电力系统使用；此外，光电检测的频率响应高。在计算机数据传送上也普遍利用光导纤维，构成光电通信网络。