基于PIC32MX795的高压开关运行状态在线监测仪的研制

　　0.引言

　　GIS(gas insulated switchgear)是输配电和变电领域有着广泛和重要应用的电力设备，作为电力系统中最重要的设备之一， 其性能的可靠性关系到电力系统的安全运行。GIS的封闭性结构加大了运行维护的难度，其故障隐患更难发现。为了能够实时、准确地了解GIS运行状态，及时发现和消除故障隐患，对GIS实行在线监测就很重要。针对高压开关故障的统计调查显示，开关设备的大多数故障发生在机械机构，主要涉及操动机构、监视装置和辅助装置等，文中研制的在线监测仪主要用于测量断路器机构位移曲线、分合闸操动线圈电流波形、储能电机电流波形，气室的sF6密度微水，局部放电等重要参数。

　　IEC61850是IEC TC57在总结UCA2.0的美国经验和IEC60870系统标准的欧洲经验的基础上提出的关于未来变电站自动化的通信体系标准。其目标是最大限度地利用现有的标准和被广泛接受的通信原理，在不同制造商的智能电子设备(IntelligentElectricDevice，IED)之间实现良好的互操作，并且能适应通信及应用技术的快速发展。

　　文中基于嵌入式系统，在32位微控制器中移植嵌入式操作系统。借助嵌入式网络控制系统可实现GIS数据信息的同步采集、传输及控制命令的执行。完成现场设备与企业信息系统及以太网的可靠连接，解决由于硬件接口差异或通信规约不同而导致的难于联网的问题。

　　1 总体设计方案

　　高压开关运行状态在线监测仪主要由以PIC32MX795为核心的实时数据的采集处理和以AT91SAM9G为核心的数字传感器通信规约转换、IEC61850协议实现两大部分组成。组成框图如图1所示。

　　GIS机构部件上的机械量和电气量传感器实时采集监测对象的特征信号，通过基于PIC32MX795信号处理芯片进行信号的在线数据处理和状态分析。记录每次动作的机构位移曲线、分合闸操动线圈电流波形、储能电机电流波形，分析当前机构的工作状态。

　　由PIC32MX795实时采集的机构动作机械特性数据由高速总线送给AT91SAM9G20为核心嵌入式系统，和通过RS一485/CAN等现场总线接口实时测量气室的sF 密度、微水含量、局放等重要参数进行汇总，进行进一步的分析，然后以符合IEC61850标准报文传输协议与变电站网络通讯，在站控层服务器终端的集成软件平台显示GIS机构s 保护气体的参数、开关内部放电情况、相应动作的机械特性参数，绘制动触头行程曲线和操作线圈电流波形，出具机构的状态分析报告。

　　该装置对断路器机构操作所监测的项目基本涵盖了停电检修试验的大部分内容，其所监测得到的数据可以替代停电检修试验数据。