這篇電力系統(tǒng)保護(hù)論文發(fā)表了嵌入式系統(tǒng)對(duì)電力設(shè)備監(jiān)測(cè)的應(yīng)用，在電力系統(tǒng)運(yùn)行的過(guò)程中，容易出現(xiàn)供電故障等問(wèn)題，所以加強(qiáng)電力設(shè)備監(jiān)測(cè)很有必要，論文對(duì)嵌入式系統(tǒng)進(jìn)行了簡(jiǎn)單概述，介紹了嵌入式系統(tǒng)在電力設(shè)備檢測(cè)中的應(yīng)用。

　　摘要：隨著社會(huì)各領(lǐng)域不斷發(fā)展，各行業(yè)對(duì)電力能源需求量不斷增加，給電力產(chǎn)業(yè)發(fā)展帶來(lái)了諸多發(fā)展機(jī)遇，但同時(shí)對(duì)電力系統(tǒng)安全性提出了更高要求。為了避免供電事故的發(fā)生，對(duì)電力設(shè)備進(jìn)行狀態(tài)監(jiān)測(cè)及故障診斷非常重要。其中嵌入式系統(tǒng)具有較強(qiáng)的電磁兼容性能，在電力設(shè)備中應(yīng)用，不僅能夠提高監(jiān)測(cè)準(zhǔn)確性，且成本低。文章從嵌入式系統(tǒng)概念入手，對(duì)其在電力設(shè)備監(jiān)測(cè)中的應(yīng)用進(jìn)行分析。

　　【關(guān)鍵詞】電力系統(tǒng)保護(hù)論文,電力設(shè)備,監(jiān)測(cè),嵌入式系統(tǒng)

　　近年來(lái)，電力產(chǎn)業(yè)改革趨勢(shì)下，狀態(tài)監(jiān)測(cè)、設(shè)備檢修成為電力企業(yè)日常工作的重點(diǎn)。電力系統(tǒng)運(yùn)行過(guò)程中，一旦出現(xiàn)供電故障，將會(huì)造成不同程度的經(jīng)濟(jì)損失。而引入狀態(tài)監(jiān)測(cè)技術(shù)，能夠?qū)﹄娏υO(shè)備潛在的風(fēng)險(xiǎn)進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)督和控制，并進(jìn)行檢修，使得設(shè)備始終處于可靠、安全運(yùn)行狀態(tài)當(dāng)中。因此加強(qiáng)對(duì)電力設(shè)備監(jiān)測(cè)中嵌入式系統(tǒng)應(yīng)用的研究具有非常重要的現(xiàn)實(shí)意義。

　　1嵌入式系統(tǒng)概述

　　所謂嵌入式系統(tǒng)，是指“專(zhuān)用”系統(tǒng)，針對(duì)網(wǎng)絡(luò)、通信等特定應(yīng)用。就學(xué)術(shù)層面來(lái)看，嵌入式系統(tǒng)圍繞著應(yīng)用，運(yùn)用系統(tǒng)技術(shù)，在軟硬件的配合下形成的一種嵌入式微處理器、外圍硬件設(shè)備等應(yīng)用程序。相比較其他系統(tǒng)，嵌入式系統(tǒng)在形態(tài)、性能等方面具有小型化、功能豐富等優(yōu)勢(shì)。在實(shí)踐中，嵌入式系統(tǒng)能夠?qū)⒁酝Z曼尼結(jié)構(gòu)發(fā)展成為多個(gè)處理器并行計(jì)算結(jié)構(gòu)，以此來(lái)提高運(yùn)行效率及穩(wěn)定性。將其運(yùn)用電力設(shè)備監(jiān)測(cè)系統(tǒng)當(dāng)中，不僅能夠?qū)崿F(xiàn)對(duì)設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)地實(shí)時(shí)監(jiān)督和控制，還能夠降低系統(tǒng)設(shè)計(jì)成本，從而為電力設(shè)備監(jiān)督工作提供更多支持。

　　2嵌入式系統(tǒng)在電力設(shè)備監(jiān)測(cè)中的應(yīng)用

　　2.1設(shè)計(jì)需求分析

　　明確設(shè)計(jì)任務(wù)及目標(biāo)能夠?yàn)橄乱徊皆O(shè)計(jì)提供指導(dǎo)和具體的執(zhí)行標(biāo)準(zhǔn)。在需求分析過(guò)程中，應(yīng)加強(qiáng)與用戶之間的溝通和交流，以此來(lái)明確系統(tǒng)功能要求，從而設(shè)計(jì)出更具針對(duì)性的系統(tǒng)。結(jié)合當(dāng)前電力設(shè)備監(jiān)測(cè)工作來(lái)看，該系統(tǒng)設(shè)計(jì)服務(wù)對(duì)象面向檢修、設(shè)備維護(hù)等人員。系統(tǒng)在運(yùn)行中應(yīng)對(duì)電力設(shè)備可能存在的故障給予及時(shí)的響應(yīng)，避免停電故障的發(fā)生。

　　2.2總體設(shè)計(jì)方案

　　本文總設(shè)計(jì)方案，是由電力設(shè)備、紫外內(nèi)窺探頭等構(gòu)成。同時(shí)引入LPC2138核心嵌入式系統(tǒng)，如圖1。在運(yùn)行過(guò)程中，電力設(shè)備內(nèi)部會(huì)產(chǎn)生放電現(xiàn)象，并伴隨著紫外光線。而傳感器能夠檢測(cè)到經(jīng)過(guò)的紫外光線，經(jīng)過(guò)控制電路進(jìn)入到嵌入式系統(tǒng)當(dāng)中，最后經(jīng)過(guò)內(nèi)部軟件處理，在顯示器上顯示出紫外脈沖數(shù)據(jù)，為工作人員決策提供科學(xué)依據(jù)。同時(shí)工作人員啟動(dòng)LED等能夠?qū)﹄娏υO(shè)備內(nèi)部實(shí)際情況進(jìn)行實(shí)時(shí)觀察，準(zhǔn)確確定出設(shè)備故障所在位置。此外，如果某個(gè)時(shí)間段內(nèi)，檢測(cè)到的紫外線脈沖數(shù)高于設(shè)定值，嵌入式系統(tǒng)系統(tǒng)還會(huì)通過(guò)無(wú)線GPRS模塊發(fā)送預(yù)警信號(hào)，檢修人員要根據(jù)信息及時(shí)處理設(shè)備相應(yīng)的故障。

　　2.3硬件設(shè)計(jì)

　　處理器作為系統(tǒng)硬件的重要組成部分，本文選取的是LPC2138，選用的嵌入式系統(tǒng)主板源于自主開(kāi)發(fā)。之所以選擇該硬件，主要是其中的核心板具有拓展性特點(diǎn)，能夠根據(jù)實(shí)際需求，靈活調(diào)整，為設(shè)備監(jiān)測(cè)提供更多支持。此外，傳感器作為感應(yīng)主體，對(duì)于其驅(qū)動(dòng)電路的選擇應(yīng)確定在300~350V之間，及時(shí)獲取設(shè)備產(chǎn)生的紫外線。內(nèi)窺系統(tǒng)是視頻圖像采集的主要載體，本文主要選取了Linux系統(tǒng)平臺(tái)上的USB攝像頭。將其嵌入到設(shè)備當(dāng)中，當(dāng)攝像頭被識(shí)別后，其能夠進(jìn)行視頻圖像采集。一般來(lái)說(shuō)，對(duì)于大量圖像數(shù)據(jù)信息，如果單純通過(guò)拷貝的方式會(huì)在很大程度上增加耗時(shí)，因此運(yùn)用內(nèi)存映射方式效果更好。

　　2.4軟件設(shè)計(jì)

　　對(duì)于本文設(shè)計(jì)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)來(lái)看，其主要任務(wù)是完成圖形界面用戶接口響應(yīng)。數(shù)據(jù)采集線程方法可以通過(guò)紫外和圖象數(shù)據(jù)的采集。前者能夠?qū)χ骶€程序輸出的消息進(jìn)行圖形化處理，更加形象、具體地呈現(xiàn)在工作人員面前。而后者能夠?qū)⒛硞€(gè)時(shí)間段設(shè)備運(yùn)行產(chǎn)生的脈沖數(shù)與預(yù)設(shè)值進(jìn)行對(duì)比和分析，并將故障所在位置發(fā)給檢修人員，從而指導(dǎo)檢修人員更好地開(kāi)展設(shè)備檢修工作，避免設(shè)備故障的產(chǎn)生，保證設(shè)備始終處于穩(wěn)定、有序運(yùn)行狀態(tài)當(dāng)中。在此基礎(chǔ)上，能夠準(zhǔn)確定位到設(shè)備故障點(diǎn)，減少設(shè)備維修盲目性。嵌入式系統(tǒng)軟件部分可以換分為操作系統(tǒng)內(nèi)核與驅(qū)動(dòng)、文件系統(tǒng)等多個(gè)部分。對(duì)于本系統(tǒng)的設(shè)計(jì)，選用Linux內(nèi)核，圖形界面運(yùn)用Qtopia。當(dāng)系統(tǒng)運(yùn)行中，整個(gè)系統(tǒng)首先啟動(dòng)的是bootloader程序，然后內(nèi)核開(kāi)始運(yùn)行，對(duì)U盤(pán)進(jìn)行連接，最后進(jìn)入到圖形界面當(dāng)中，實(shí)現(xiàn)對(duì)電力設(shè)備的實(shí)時(shí)監(jiān)督和控制。為了提高通信效果，還可以引入GPRS通信模塊，GPRS模塊能夠通過(guò)無(wú)線方式，將數(shù)據(jù)傳輸給工作人員，形成一個(gè)全透明的鏈路，且不會(huì)對(duì)系統(tǒng)其他部分產(chǎn)生過(guò)多的影響。

　　2.5系統(tǒng)測(cè)試

　　按照上述設(shè)計(jì)將各個(gè)部分進(jìn)行組合，對(duì)軟件編程設(shè)置驗(yàn)證之后，能夠清晰地觀察到電力設(shè)備內(nèi)部放電等具體情況，當(dāng)與放電伴隨的紫外線高于預(yù)先設(shè)置值，將會(huì)引起連鎖反應(yīng)，提醒相關(guān)人員要對(duì)故障源進(jìn)行處理，從而提高設(shè)備處理有效性。測(cè)試是系統(tǒng)設(shè)計(jì)重要環(huán)節(jié)，通過(guò)科學(xué)合理的測(cè)試，能夠及時(shí)發(fā)現(xiàn)系統(tǒng)設(shè)計(jì)中存在的問(wèn)題和不足，進(jìn)行進(jìn)一步優(yōu)化和完善，使得系統(tǒng)功能在實(shí)踐應(yīng)用中得到充分發(fā)揮，為電力設(shè)備日常管理工作提供堅(jiān)實(shí)的技術(shù)基礎(chǔ)。

　　3結(jié)論

　　根據(jù)上文所述，目前，電力產(chǎn)業(yè)三集五大改革進(jìn)程不斷加快，對(duì)電力系統(tǒng)運(yùn)行安全性、可靠性等給予了更高的關(guān)注。嵌入式系統(tǒng)憑借自身成本低、微型化等優(yōu)勢(shì)，在電力設(shè)備監(jiān)測(cè)中得到了廣泛應(yīng)用。本文基于對(duì)電力系統(tǒng)運(yùn)行特點(diǎn)的考慮，從軟件、硬件等角度提出了設(shè)計(jì)方案，為電力設(shè)備實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)提供支持。隨著電力產(chǎn)業(yè)未來(lái)發(fā)展，電力企業(yè)還應(yīng)加大資金等方面的投入力度，使得嵌入式系統(tǒng)與監(jiān)測(cè)系統(tǒng)能夠?qū)崿F(xiàn)進(jìn)一步融合，不斷提高監(jiān)測(cè)時(shí)效性，減少供電故障的產(chǎn)生，從而促進(jìn)我國(guó)電力事業(yè)又好又快發(fā)展。

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　　作者：牟一卉

　　推薦期刊：《電力系統(tǒng)保護(hù)與控制》原刊名《繼電器》，創(chuàng)刊于1973年，是由許昌開(kāi)普電氣研究院(原許昌繼電器研究所)主辦的全國(guó)性電工技術(shù)類(lèi)科技期刊，刊期為半月刊，文種為中英文，每月1日、16日出版，國(guó)內(nèi)外公開(kāi)發(fā)行。