干式變壓器溫度在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)

王海英 宋斌

1.鶴壁機(jī)電信息工程學(xué)校，河南鶴壁 458030 2.鶴壁工業(yè)中專，河南鶴壁 458010

引言

干式變壓器的安全運(yùn)行和使用壽命很大程度上取決于變壓器繞組絕緣的安全[1-2]。當(dāng)變壓器繞組的絕緣性能降低后，將對(duì)其導(dǎo)熱性能產(chǎn)生很大影響。在絕緣遭到損壞的位置，其溫度將會(huì)急劇上升，當(dāng)上升到一定極限值時(shí)，輕者造成變壓器絕緣性能降低、使用壽命下降；重者可能造成絕緣擊穿，變壓器燒毀爆炸，其損失不可估量[3]。因此，對(duì)干式變壓器的溫度數(shù)據(jù)進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)是十分重要的。

本文提出采用無線溫度傳感器對(duì)干式變壓器各相溫度進(jìn)行數(shù)據(jù)采集，將數(shù)據(jù)遠(yuǎn)程傳輸至監(jiān)控中心，實(shí)現(xiàn)對(duì)干式變壓器的溫度預(yù)警與故障報(bào)警。

1 系統(tǒng)組成

該系統(tǒng)包括多個(gè)溫度采集節(jié)點(diǎn)、現(xiàn)場(chǎng)數(shù)據(jù)管理機(jī)、后臺(tái)數(shù)據(jù)交換機(jī)和監(jiān)控中心服務(wù)端。其中溫度采集節(jié)點(diǎn)和現(xiàn)場(chǎng)數(shù)據(jù)管理機(jī)之間通過Zigbee無線網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行連接，現(xiàn)場(chǎng)數(shù)據(jù)管理機(jī)、后臺(tái)數(shù)據(jù)交換機(jī)和監(jiān)控中心服務(wù)端之間分別使用網(wǎng)絡(luò)雙絞線進(jìn)行連接。

圖1 數(shù)據(jù)顯示主界面

圖2 數(shù)據(jù)顯示主界面

1.1 現(xiàn)場(chǎng)溫度采集節(jié)點(diǎn)

溫度采集節(jié)點(diǎn)安裝在所監(jiān)測(cè)的干式變壓器現(xiàn)場(chǎng)環(huán)境中，采用ZigBee無線網(wǎng)絡(luò)連接，該網(wǎng)絡(luò)采用IEEE802.15.4協(xié)議標(biāo)準(zhǔn)，具有低功耗、低數(shù)據(jù)速率、自組織網(wǎng)絡(luò)的優(yōu)點(diǎn)[4]。其中，溫度采集節(jié)點(diǎn)安裝在干式變壓器各相繞組上，實(shí)時(shí)采集干式變壓器各相及鐵心溫度。

1.2 現(xiàn)場(chǎng)數(shù)據(jù)管理機(jī)

現(xiàn)場(chǎng)數(shù)據(jù)管理機(jī)的主要功能是用來將現(xiàn)場(chǎng)各節(jié)點(diǎn)組成測(cè)溫網(wǎng)絡(luò)，實(shí)施現(xiàn)場(chǎng)數(shù)據(jù)的無線接收，并轉(zhuǎn)發(fā)給后臺(tái)數(shù)據(jù)交換機(jī)。本模塊主要安裝在現(xiàn)場(chǎng)干變室內(nèi)，距離測(cè)溫節(jié)點(diǎn)較近，可以方便接收測(cè)溫節(jié)點(diǎn)發(fā)來的數(shù)據(jù)?，F(xiàn)場(chǎng)數(shù)據(jù)管理機(jī)與測(cè)溫終端之間使用無線技術(shù)進(jìn)行數(shù)據(jù)傳送，可以實(shí)現(xiàn)光電隔離，徹底解決電氣絕緣問題，因而安全可靠?，F(xiàn)場(chǎng)管理機(jī)與后臺(tái)數(shù)據(jù)交換機(jī)之間使用網(wǎng)絡(luò)光纖連接，可以實(shí)現(xiàn)現(xiàn)場(chǎng)數(shù)據(jù)的高速、長(zhǎng)距離輸送，從而保證數(shù)據(jù)的實(shí)時(shí)性。

1.3 后臺(tái)數(shù)據(jù)交換機(jī)

后臺(tái)數(shù)據(jù)交換機(jī)使用直通方式，可以理解為在各端口間是縱橫交叉的線路矩陣電話交換機(jī)。它在輸入端口檢測(cè)到一個(gè)數(shù)據(jù)包時(shí)，檢查該包的包頭，獲取包的目的地址，啟動(dòng)內(nèi)部的動(dòng)態(tài)查找表，轉(zhuǎn)換成相應(yīng)的輸出端口，在輸入與輸出交叉處接通，把數(shù)據(jù)包按指定的端口號(hào)發(fā)送給監(jiān)控中心進(jìn)行分析處理。由于不需要存儲(chǔ)，延遲非常小、交換非常快，其安裝在監(jiān)控調(diào)度中心，與現(xiàn)場(chǎng)通過網(wǎng)絡(luò)光纖連接，進(jìn)行數(shù)據(jù)的實(shí)時(shí)匯總和轉(zhuǎn)發(fā)。

1.4 監(jiān)控中心服務(wù)端

監(jiān)控中心服務(wù)端主要包括監(jiān)測(cè)系統(tǒng)服務(wù)器和監(jiān)測(cè)軟件平臺(tái)組成。

監(jiān)控中心服務(wù)端主要功能是用來進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)數(shù)據(jù)的接收、處理、顯示和儲(chǔ)存，并根據(jù)所設(shè)定的闕值進(jìn)行溫度預(yù)警、狀態(tài)判斷。

2 結(jié)語

本文設(shè)計(jì)了一套干式變壓器溫度在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)。該系統(tǒng)采用無線傳感器對(duì)干式變壓器各相溫度進(jìn)行監(jiān)測(cè)，將溫度數(shù)據(jù)遠(yuǎn)程傳輸至監(jiān)控中心，實(shí)現(xiàn)干式變壓器的溫度報(bào)警和故障預(yù)警。該系統(tǒng)具有結(jié)構(gòu)合理、性能可靠、使用方便等特點(diǎn)，可以滿足現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備溫度監(jiān)測(cè)的需要，且具有較強(qiáng)的技術(shù)應(yīng)用推廣前景。

[1]余濤.干式電力變壓器技術(shù)與應(yīng)用[M].北京：中國(guó)電力出版社，2008.

[2]順特電氣有限公司.樹脂澆注干式變壓器和電抗器[M].北京：中國(guó)電力出版社，2005.

[3]鄭殿春，張連星，趙大偉.干式變壓器主絕緣分析[J].變壓器，2010，47(9)：21-26.

[4]王財(cái)寶,盛戈,曾奕,等.基于ZigBee技術(shù)的導(dǎo)線接頭溫度集群監(jiān)測(cè)[J].電力自動(dòng)化設(shè)備,2009,29(11):45-49.