1概述
　　针对主变在输变电系统中的重要性以及目前国内电力设备绝缘在线监测方面的现状，我们在对变电站主变的运行特性进行了长期的跟踪调研后，结合我们在电力设备绝缘在线监测系统方面的研发经验，推出了专门用于主变绝缘在线监测的系统，整个系统具有模块化、开放式的硬件及软件架构、人机界面友好等特点。因采用了模块化结构，实现了系统的灵活配置，形成了完整的产品线，能够适应不同类型的主变，全系统具有较高的性价比。

2系统结构
　　2.1本系统的研发思路立足于主变绝缘在线监测这一目前在国内尚属空白的区域，类似系统在国内未见报道。
全系统能够独立监测主变的各项绝缘状态参数，主要包括以下项目:
　　2.1.1主变套管的介损、全电流、阻性电流、容性电流、等值电容;
　　2.1.2母线电压、频率;
　　2.1.3铁芯泄漏电流;
　　2.1.4中性接地点泄漏电流;
　　2.2针对前端采样点不同的信号特点,分别采用串芯或分压传感器实现对信号的采集,这种混合的信号采集方式目前在国内没有类似应用;
　　2.3系统的硬件架构采用mcu(微控制器) cpld(复杂可编程逻辑器件) 高速同步a/d转换 高速fifo缓存的结构;
　　2.4系统的软件架构采用嵌入式实时多任务操作系统,以及基于嵌入式实时多任务操作系统的负责系统管理、信号解算、运行控制的c 汇编混合编程;
　　2.5主变套管的末屏电流信号以及pt电压基准信号经过高速同步采样，同步信号由cpld发出，同步采样后的信号经放大、调理、滤波后进入高速同步a/d转换，转换序列经由cpld产生的地址选通及读写控制信号时序进入高速fifo缓存，mcu结合cpld对转换结果进行处理。对信号的滤波采用模拟和数字相结合的方法，信号滤波算法采用非线性误差线性化近似、信号自适应、信号自动跟踪补偿等多种算法，同时采用可编程高阶全数字低通滤波器进行前端的信号调理，有效滤除电网中谐波的干扰,这种对主变运行状态信号的处理方式目前在国内没有类似应用。

3核心技术
　　3.1具有创新性的硬件架构:mcu(微控制器) cpld(复杂可编程逻辑器件) 高速同步a/d转换 高速fifo缓存;
　　3.2信号滤波算法:非线性误差线性化近似算法信号自适应滤波算法信号自动跟踪补偿算法。

4检测原理
　　主变套管介损检测的前端信号采样部分如下:
相量图如下:
tgδ=ucr/ux=（r cr）/（1/ωc）;
式中:ux为相电压，其相位取自pt基准;
ucr为容性设备的等效介质损耗电阻的分压;
ix为泄漏电流;
ur为取样元件的分压，即泄漏电流的相位信号，它所造成的附加相移可忽略不计，上式可改写为:
tgδ=cr/（1/ωc）;

5算法简介
　　由于电网中谐波的影响，以及母线电压频率的波动，带电状态下介损的测量结果存在比较大的非线性误差，检测数据的离散性大，不能正确反映设备的运行状态，这一直是在带电状态下介损测量的一个难以解决的问题。针对这种情况，我们采用了非线性误差线性化近似的算法，在实践中收到了良好的效果。
　　以下对着重对非线性误差线性化近似算法所依据的原理和最终软件代码的实现加以介绍。
见右图:
　　假定介损处于右图中n1点时的相位差为90000（δ=10度），n2点时的相位差为60000（δ=50度），n3点时的相位差为30000（δ=80度），理想情况下电流超前电压90度时相位差为100000，即δ=0。在角度很小的情况下，介损tgδ值约等于弧度值。n1点的实际介损tgδ*100（）=17.63。n2点的实际介损tgδ*100（）=119.18，n3点的实际介损tgδ*100（）=567.13。
以下给出此功能函数的c源代码:
externunsignedlongintphase_data;//相位差采样原始数据
externfloattrue_value;//实际介损值
externbitover_flag;//过量程标志
voiddata_split()
{
if(phase_data>90000)
true_value=((100000-phase_data)/10000)*17.63;
elseif(60000true_value=17.63 ((90000-phase_data)/30000)*(119.18-17.63);
elseif(30000true_value=119.18 ((60000-phase_data)/30000)*(567.13-119.18);
else
over_flag=1;//置过量程标志
}
　　为了便于说明，以上只是给出了一个的模型，实际从0`到5400`的分割点要多得多。因容性设备的介损值tgδ（）>1.0时（δ>30`），该设备已不能继续运行，必须更换，所以δ>30`时介损的检测已无必要，置过量程标志。

6结语
　　本系统的硬件架构和相关软件经过不断的优化和完善后，目前已稳定运行于多座变电站，这些系统的投入运行对于保障主变的安全运行起到了重要作用，得到了用户的肯定。输变电设备绝缘状态的在线监测，尤其是主变运行状态的在线监测，在这一领域具有良好的发展前景