基于LabVIEW的變壓器綜合在線監(jiān)測系統(tǒng)的研究

聶貞　邱亞琴

摘要：虛擬儀器技術(shù)是電子測量技術(shù)和計算機(jī)融合的一項新技術(shù)，代表了未來儀器技術(shù)的發(fā)展方向。本文研究了以虛擬儀器技術(shù)為基礎(chǔ)的，基于LabVIEW軟件的變壓器實時在線監(jiān)測系統(tǒng)，將變壓器從傳統(tǒng)的定期檢修模式轉(zhuǎn)變?yōu)槔硐氲臓顟B(tài)檢修模式，提前發(fā)現(xiàn)設(shè)備的不良狀態(tài)，避免事故發(fā)生。通過在線監(jiān)測系統(tǒng)提高了變壓器運(yùn)行的可靠性、減少了事故發(fā)生率，因此具有顯著的社會經(jīng)濟(jì)效益。

關(guān)鍵詞：虛擬儀器 LabVIEW 變壓器 在線監(jiān)測

中圖分類號：TP39 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：1007-9416（2016）08-0115-01

變壓器是保證電力系統(tǒng)可靠運(yùn)行的重要設(shè)備之一，也是導(dǎo)致電力系統(tǒng)事故最多的設(shè)備之一，因此為了預(yù)見變壓器可能存在的故障隱患，需要對其建立嚴(yán)格的檢修制度。傳統(tǒng)的檢修方式是定期進(jìn)行大小修，它是以時間周期為基礎(chǔ)安排的檢修，需要進(jìn)行停電，并且間隔時間長，對于突發(fā)性絕緣事故難以發(fā)現(xiàn)，可靠性不高，且耗時耗力?，F(xiàn)在國內(nèi)外比較流行的是以可靠性為中心的狀態(tài)檢修，這種檢修方式是根據(jù)各種儀器的監(jiān)測結(jié)果和運(yùn)行人員的巡查記錄，經(jīng)過技術(shù)分析，按照設(shè)備運(yùn)行的實際情況策劃檢修行為，而變壓器狀態(tài)檢修的基礎(chǔ)在于監(jiān)測技術(shù)和診斷技術(shù)。本文通過虛擬儀器的平臺，利用傳感技術(shù)、微電子技術(shù)，對運(yùn)行中的變壓器進(jìn)行實時在線監(jiān)測，將各種傳感器采集到的信號經(jīng)轉(zhuǎn)換處理后，統(tǒng)一送進(jìn)數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)進(jìn)行綜合分析，對變壓器故障診斷、故障預(yù)防起到了極大的推動作用。

1 虛擬儀器的簡介

虛擬儀器由美國國家儀器公司提出，經(jīng)過多年的發(fā)展，現(xiàn)在已經(jīng)相當(dāng)成熟。虛擬儀器充分利用計算機(jī)快速運(yùn)算、方便存儲、形象顯示及靈活多樣的特點(diǎn)，把計算機(jī)作為儀器的基本硬件平臺，把傳統(tǒng)儀器的專用功能和硬件功能軟件化，使傳感器與計算機(jī)結(jié)合起來，形成新型儀器[1]。它不僅能完成傳統(tǒng)儀器的所有功能，還能完成更加強(qiáng)大的功能擴(kuò)展。較傳統(tǒng)儀器而言，虛擬儀器體積小，成本低，開發(fā)和生產(chǎn)周期短，功能復(fù)雜又易于實現(xiàn)，因此在全世界范圍內(nèi)得到了普遍的應(yīng)用。

2 系統(tǒng)的硬件實現(xiàn)

系統(tǒng)硬件部分主要包括：傳感器、信號調(diào)理器、數(shù)據(jù)采集卡（DAQ card）以及帶虛擬儀器系統(tǒng)的計算機(jī)（PC機(jī)）。

系統(tǒng)的整個工作流程是：采用安裝在變壓器設(shè)備的各個傳感器取得待監(jiān)測的各種信號，然后經(jīng)過保護(hù)單元及電流傳感器，匯集到變壓器設(shè)備附近的前置信號調(diào)理單元，調(diào)理后的模擬信號經(jīng)遠(yuǎn)距離傳輸匯總到后端調(diào)理單元，進(jìn)而由工控機(jī)監(jiān)測軟件驅(qū)動數(shù)據(jù)采集卡進(jìn)行數(shù)據(jù)采集，上位機(jī)的軟件對數(shù)據(jù)進(jìn)行分析與處理、趨勢預(yù)測，為故障判斷提供依據(jù)[2]。

3 系統(tǒng)的軟件實現(xiàn)

該系統(tǒng)的軟件是基于LabVIEW平臺研究開發(fā)的，分為用戶顯示前面板和程序控制后面板兩部分。前面板用于放置結(jié)果及輸入控件，主要是完成用戶交互相當(dāng)于儀表操作面板；后面板主要進(jìn)行數(shù)據(jù)分析及處理，相當(dāng)于傳統(tǒng)儀器的控制主板。整個軟件平臺可以完成信號的采集、控制，數(shù)據(jù)的分析、處理，以及網(wǎng)絡(luò)通信等功能[3]。

如下圖1就是在LabVIEW平臺上開發(fā)的變壓器在線監(jiān)測的主界面，通過點(diǎn)擊主界面菜單上各個按鈕就能查詢變壓器各種電氣量在線監(jiān)測的具體信息，除此之外，還可以看到這里很多非電氣量的在線顯示，例如油色譜監(jiān)測中各種氣體含量、油溫、環(huán)境溫度等信息，而這些都可以對可能出現(xiàn)的絕緣故障做出預(yù)警。整體看此界面直觀清晰，非常人性化，最重要的是它還可以根據(jù)需要進(jìn)行功能擴(kuò)展。

4 結(jié)語

變壓器在線監(jiān)測是將變壓器從定期檢修向狀態(tài)檢修過渡的基礎(chǔ)，本文主要研究了基于LabVIWE的變壓器在線監(jiān)測系統(tǒng)，對虛擬儀器的特點(diǎn)、優(yōu)勢，以及系統(tǒng)軟硬件的實現(xiàn)都做了比較詳細(xì)的介紹?；谔摂M儀器技術(shù)的在線監(jiān)測不但可以準(zhǔn)確的采集信號，還可以對數(shù)據(jù)進(jìn)行分析處理和顯示，提高了系統(tǒng)的可靠性和靈活性，符合未來儀器儀表和自動控制的發(fā)展趨勢，具有很廣泛的現(xiàn)實意義。

參考文獻(xiàn)

[1]許童羽，程浩忠，周玉宏，陳春玲.基于LabVIEW的配電網(wǎng)諧波在線監(jiān)測與分析系統(tǒng)[J].繼電器，2008，36（1）：63-64.

[2]聶貞.基于虛擬儀器的智能變電站在線監(jiān)測系統(tǒng)的研究[D].鄭州：華北水利水電學(xué)院，2012.

[3]楚青河，馬建華，聶貞.基于LabVIEW的變壓器局部放電在線監(jiān)測系統(tǒng)[J].變壓器，2011，（10）：61-65.