基于光声光谱原理的变压器油中气体在线监测系统研究

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1、为了确保“教学点数字教育资源全覆盖”项目设备正常使用，我校做到安装、教师培训同步进行。设备安装到位后，中心校组织各学点管理人员统一到县教师进修学校进行培训，熟悉系统的使用和维护。基于光声光谱原理的变压器油中气体在线监测系统研究　　摘要：当前，嵌入式软件应用越来越广泛，根据变压器油中气体在线监测系统特点，利用VxWorks操作系统、嵌入式Sqlite数据库、WebsGoAhead等相关技术，采用B/S架构、IEC61850通信规范，以C语言、Javascript语言和矢量图形库插件为工具，结合随机森林算法和三比值相结合的诊断方法，提出了基于光声光谱原理的变压器油中溶解气体在线监测系统软

2、件设计，并实现了单台监测装置对多台变压器的数据采集、Web服务、故障诊断功能。经现场应用验证，系统运行稳定、性价比高，具有广阔的应用前景。　　关键词：VxWorks；GoAhead；随机森林算法；光声光谱；IEC61850　　DOIDOI：/　　中图分类号：TP319　　文献标识码：A文章编号：1672--0100-03　　0引言为了充分发挥“教学点数字教育资源全覆盖”项目设备的作用，我们不仅把资源运用于课堂教学，还利用系统的特色栏目开展课外活动，对学生进行安全教育、健康教育、反邪教教育等丰富学生的课余文化生活。为了确保“教学点数字教育资源全覆盖”项目设备正常使用，我校做到安装、教师

3、培训同步进行。设备安装到位后，中心校组织各学点管理人员统一到县教师进修学校进行培训，熟悉系统的使用和维护。　　基于气相色谱原理的变压器油中溶解气体在线监测是近年来应用较为广泛的输变电设备状态监测技术，由于变压器油中产生的各种故障气体的组成和含量与变压器故障类型及其严重程度有密切关系，因而通过对变压器油中溶解气体进行实时而连续的在线监测，可及时发现变压器内部存在的潜伏性故障并实现状态检修，结合诊断技术可预测及跟踪其故障发展趋势[1-3]，由此基于气相色谱原理变压器油中溶解气体在线监测产品在电网系统得到了广泛应用和推广。但也存在某些不足：如存在需定期更新载气和色谱柱，维护成本高；测量精度

4、也有待提高等缺点。　　本文提出的基于光声光谱原理的变压器油中溶解气体在线监测系统可以很好地解决上述问题，同时依托硬件和软件的支持，实现了单台监测智能单元同时监测两台变压器油中溶解气体的功能，大大降低了监测设备的生产、采购以及运维成本。　　1光声光谱检测原理　　光声光谱检测原理PAS，是利用一束强度可调制的单色光源照射到密闭光声池的待测气体，气体吸收光能，并立即以释放热能的方式退激。释放的热能使气体按光的调制频率产生周期性加热，从而导致介质产生周期性压力波动，这种压力波动可用微音拾音器和压电陶瓷传声器检测，并通过放大得到光声信号。由于每种气体都有其特有的红外光谱，根据这种气体的特性，采

5、用特定的单色光波长进行照射，则可检测到随波长变化的光声信号图谱，从而得到待测气体分子浓度[4-6]　　2系统技术特点为了充分发挥“教学点数字教育资源全覆盖”项目设备的作用，我们不仅把资源运用于课堂教学，还利用系统的特色栏目开展课外活动，对学生进行安全教育、健康教育、反邪教教育等丰富学生的课余文化生活。为了确保“教学点数字教育资源全覆盖”项目设备正常使用，我校做到安装、教师培训同步进行。设备安装到位后，中心校组织各学点管理人员统一到县教师进修学校进行培训，熟悉系统的使用和维护。　　Vxworks依靠其良好的实时性和高可靠性在通信、国防、医药等技术尖端和新兴领域中被广泛应用[7]，与其它

6、嵌入式操作系统如Linux相比，Vxworks系统具有高可靠、可裁剪和高实时性等特点。它采用多任务机制，对任务的控制采取优先级抢占和时间片轮转调度机制，从而保证了重要任务优先响应。　　EmbedthisGoAhead[8]是一款开放源代码，采用C语言的嵌入式WebServer程序，因此移植性比较强，支持如Linux、VxWorks、WinCE、pSOS等多种操作系统，其重要特性有：支持虚拟服务器，支持ASP、JavaScript、CGI、DHTML，占用内存少等特点。与风河公司提供在Vxworks操作系统下的有偿WebServer开发包相比，更具有经济上的优势。因此，采用Embedt

7、hisGoAheadWebserver是在Vxworks开发WebServer的首选[9-10]。　　SQLite3是一款开放源代码的超轻量级嵌入式关系型的数据库引擎，非常适合在嵌入式应用开发中。其特点：支持大多数的SQL语言、多表、索引、视图、事务、触发和一系列的API接口函数及驱动，具有小、快、简单、稳定、可靠、安全、免费以及零配置的SQL数据库引擎等特点[11-12]。　　3系统设计�c实现　　本系统采用实时性高的操作系统、Embedthis为了充分