摘 要研究得知，變壓器設(shè)備在電力系統(tǒng)中發(fā)揮著重要作用。在變壓器實(shí)際應(yīng)用過程中，由于變壓器故障的出現(xiàn)，會對其產(chǎn)生嚴(yán)重不良影響，因而對其故障進(jìn)行自動化監(jiān)測具有重要意義。因此，本文對變壓器故障在線監(jiān)測系統(tǒng)進(jìn)行分析研究，從而為變壓器故障檢測提供更好的技術(shù)支持。

【關(guān)鍵詞】變壓器 故障 在線監(jiān)測 設(shè)計

在變壓器工作運(yùn)行過程中，變壓器故障監(jiān)測是管理運(yùn)行中的重要環(huán)節(jié)，而變壓器故障監(jiān)測是避免變壓器出現(xiàn)故障的基礎(chǔ)。通過變電器故障在線監(jiān)測系統(tǒng)的有效應(yīng)用，可實(shí)現(xiàn)變壓器運(yùn)行狀態(tài)、故障情況的在線監(jiān)測，及時發(fā)現(xiàn)變壓器在實(shí)際運(yùn)用過程中所存在的故障，因此，具有明顯的優(yōu)勢及重要價值。為能夠使變壓器運(yùn)行得到更好保障，本文對變壓器故障在線監(jiān)測系統(tǒng)設(shè)計進(jìn)行探討。

1 變壓器故障在線監(jiān)測系統(tǒng)架構(gòu)設(shè)計

對于整個在線監(jiān)測系統(tǒng)而言，其組成及功能實(shí)現(xiàn)主要包括兩個部分，即上位機(jī)與下位機(jī)，下位機(jī)作用主要就是讀取監(jiān)測數(shù)據(jù)，同時將數(shù)據(jù)向上位機(jī)進(jìn)行傳送，在變壓器有故障出現(xiàn)情況下，可使電阻自動投切得以實(shí)現(xiàn)；對于上位機(jī)而言，其作用主要就是對數(shù)據(jù)進(jìn)行保存，并且對其進(jìn)行分析處理，并且將變壓器實(shí)際運(yùn)行情況向用戶進(jìn)行反饋。對于系統(tǒng)中下位機(jī)而言，其主要由四個模塊組成，分別為通信模塊、MTU控制模塊、投切電阻模塊以及地線電流采集模塊，其工作位置為變壓器現(xiàn)場，主要任務(wù)就是提取鐵芯電流信號，實(shí)行數(shù)字化處理，顯示監(jiān)測參數(shù)，自動保存及顯示歷史數(shù)據(jù)，并且能夠通過對固態(tài)繼電器進(jìn)行控制而使電阻自動投切功能得以實(shí)現(xiàn)。對于系統(tǒng)中上位機(jī)及監(jiān)控網(wǎng)絡(luò)而言，其主要就是通過RS485總線連接多臺上位機(jī)，可使一臺上位機(jī)監(jiān)控多臺下位機(jī)，在此基礎(chǔ)上上位機(jī)能夠利用串口方式收集及顯示下位機(jī)裝置相關(guān)信息，在獲取下位機(jī)所上傳相關(guān)數(shù)據(jù)之后，可實(shí)現(xiàn)波形顯示，同時還能夠?qū)v史數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，對相關(guān)故障進(jìn)行初步診斷。在利用GSM模塊基礎(chǔ)上，上位機(jī)可檢測到變壓器中異常情況，然后可利用短信方式向值班人員通知，從而使遠(yuǎn)程監(jiān)控得以實(shí)現(xiàn)。

2 系統(tǒng)硬件設(shè)計及功能實(shí)現(xiàn)

對于監(jiān)測系統(tǒng)中硬件而言，其主要包括數(shù)據(jù)采集模塊、監(jiān)視現(xiàn)場顯示模塊、傳感器信號預(yù)處理模塊，此外還包括上位機(jī)檢測系統(tǒng)中的網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)通信模塊，以及外圍電路。利用數(shù)據(jù)采集模塊可將各種傳感器所采集到相關(guān)模擬信號經(jīng)由濾波放大，之后將其向ADC轉(zhuǎn)換接口中送入，可使模擬量及數(shù)字量兩者之間轉(zhuǎn)變得以實(shí)現(xiàn)，并且對于轉(zhuǎn)換之后數(shù)字量，可將其在單片機(jī)存儲器中進(jìn)行存儲。通過對所采集數(shù)據(jù)進(jìn)行初步判斷以及對故障進(jìn)行簡單診斷處理，可在現(xiàn)場液晶顯示屏上簡要顯示處理結(jié)果，從而可獲取并且較好維護(hù)管理現(xiàn)場信息，同時對于實(shí)時采集數(shù)據(jù)、采集日期信息以及預(yù)處理結(jié)果等相關(guān)信息，利用網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)通信模塊向上位機(jī)中的遠(yuǎn)程監(jiān)測以及智能診斷系統(tǒng)中進(jìn)行傳送，之后可詳細(xì)進(jìn)行故障記錄、故障分析以及故障診斷。對于系統(tǒng)核心處理器而言，其選擇C8051F020單片機(jī)，其內(nèi)部存在告訴微控制器內(nèi)核，并且具有流水線指令結(jié)構(gòu)，同時片內(nèi)具備各種不同數(shù)據(jù)存儲器，對于電路微型化設(shè)計十分有利，同時能夠?qū)崿F(xiàn)在線系統(tǒng)全速調(diào)試，保證系統(tǒng)運(yùn)行更加可靠，從而保證系統(tǒng)在線監(jiān)測能夠得以更好實(shí)現(xiàn)。

3 系統(tǒng)軟件設(shè)計及其功能實(shí)現(xiàn)

在該監(jiān)測系統(tǒng)中所選擇軟件為Windows操作系統(tǒng)，將其作為運(yùn)行平臺，其主要開發(fā)工具為VS Studio 2010，其開發(fā)語言為C語言，依據(jù)其實(shí)際功能，可將功能模塊劃分為七個部分，分別為：系統(tǒng)設(shè)置、歷史數(shù)據(jù)管理、報表生成以及數(shù)據(jù)圖形化顯示，還包括串口通信、信息發(fā)送及檢測信息遠(yuǎn)程存儲。對于系統(tǒng)中用戶界面而言，其選用Windows控件，從而使運(yùn)行參數(shù)設(shè)置能夠得以實(shí)現(xiàn)，利用圖形控件以及GDI+可使相關(guān)檢測信息實(shí)現(xiàn)動態(tài)個性化顯示；串口模塊主要就是實(shí)現(xiàn)讀取以及發(fā)送相關(guān)串口信息；數(shù)據(jù)處理模塊所實(shí)現(xiàn)功能主要就是相關(guān)數(shù)據(jù)存??；短信發(fā)送模塊通過對GSM編程進(jìn)行利用，可使短信發(fā)送得以實(shí)現(xiàn)；信息遠(yuǎn)程存儲模塊的作用主要就是通過對網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)庫進(jìn)行利用，從而使信息遠(yuǎn)程存儲得以實(shí)現(xiàn)。

4 結(jié)論

綜上所述，在變壓器實(shí)際運(yùn)行過程中，對其故障進(jìn)行監(jiān)測是必要環(huán)節(jié)。通過對在線監(jiān)測系統(tǒng)進(jìn)行設(shè)計及研發(fā)，可利用在線監(jiān)測系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)變壓器在線監(jiān)測，從而可及時發(fā)現(xiàn)故障，傳遞故障信息，以便及時進(jìn)行處理，從而有效保障變壓器的正常運(yùn)行。

參考文獻(xiàn)

[1]蔡驥然，鄭永康等.智能變電站二次設(shè)備狀態(tài)監(jiān)測研究綜述[J].電力系統(tǒng)保護(hù)與控制，2016（06）.

[2]周建國，李紅雷等.基于數(shù)字化平臺的輸變電設(shè)備在線分析和狀態(tài)維修技術(shù)[J].華東電力，2009（07）.

[3]黃新波，孫欽東，張冠軍，劉家兵.在線監(jiān)測和GIS用于輸電線路管理系統(tǒng)[J].高電壓技術(shù)，2007（06）.

作者簡介

孫衛(wèi)華（1978-），女，山東省新泰市人。大學(xué)本科學(xué)歷。山東省冶金設(shè)計院股份有限公司，中級工程師，從事電力技術(shù)方向的研究。

作者單位

山東省冶金設(shè)計院股份有限公司 山東省濟(jì)南市 250101