港口變壓器綜合在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)及實(shí)現(xiàn)

陳琦?李延彬?王啟敏

摘要：電力變壓器是電網(wǎng)中最重要的一次設(shè)備之一，其安全可靠運(yùn)行對(duì)電力用戶的生產(chǎn)生活具有重要意義。隨著電力系統(tǒng)容量的不斷增加和電壓等級(jí)的不斷提高，傳統(tǒng)變壓器檢修采用的定期停電方法存在諸多不足。這些缺點(diǎn)促進(jìn)了變壓器綜合在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的發(fā)展。 本設(shè)計(jì)中，結(jié)合港口變電站的實(shí)際情況，設(shè)計(jì)了一種變壓器在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)。該系統(tǒng)可自動(dòng)監(jiān)測(cè)和診斷變壓器的運(yùn)行狀態(tài)，及時(shí)發(fā)現(xiàn)故障，避免突發(fā)事故，節(jié)省人力投入，保證變壓器安全、經(jīng)濟(jì)、穩(wěn)定運(yùn)行。

關(guān)鍵詞：變壓器;綜合在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng);光纖測(cè)溫;設(shè)計(jì);實(shí)現(xiàn);

1設(shè)計(jì)方案

1.1總體設(shè)計(jì)方案

本設(shè)計(jì)根據(jù)港口變電站的實(shí)際情況，添加了對(duì)變壓器油中氣體、鐵心接地、微水含量、光纖測(cè)溫等在線監(jiān)測(cè)裝置，實(shí)現(xiàn)對(duì)變壓器油中氣體值以及其他變壓器參數(shù)的在線監(jiān)測(cè)。通過無(wú)線傳輸模塊，將分布的信號(hào)采集、匯總到后臺(tái)主機(jī)，現(xiàn)場(chǎng)操作人員可以實(shí)時(shí)方便的掌握變壓器不同位置的數(shù)據(jù)，然后根據(jù)軟件的分析，獲取當(dāng)前數(shù)據(jù)是否正常，及時(shí)發(fā)現(xiàn)報(bào)警值。

1.2后臺(tái)控制部分

后臺(tái)控制部分主要完成后臺(tái)工控機(jī)的的設(shè)計(jì)。后臺(tái)工控機(jī)通過Zigbee無(wú)線模塊組網(wǎng)，由一個(gè)主模塊和多個(gè)從模塊組成，通過后臺(tái)軟件將就地的各個(gè)信號(hào)讀取回來(lái)保存到數(shù)據(jù)庫(kù)，并在后臺(tái)工控機(jī)的屏幕上進(jìn)行數(shù)據(jù)顯示。

1.3就地采集部分

現(xiàn)場(chǎng)采集部分主要通過現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備完成數(shù)據(jù)的采集和存儲(chǔ)。兩臺(tái)本地工業(yè)計(jì)算機(jī)實(shí)現(xiàn)油氣和微水?dāng)?shù)據(jù)的采集和存儲(chǔ)。當(dāng)后臺(tái)讀取油氣和微水?dāng)?shù)據(jù)時(shí)，數(shù)據(jù)通過Zigbee模塊發(fā)送到后臺(tái)工控機(jī)?，F(xiàn)場(chǎng)油氣產(chǎn)品可根據(jù)用戶設(shè)定的周期實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)溶解在變壓器油中的H2、CO、C2H4、C2H2等組分氣體的含量。

本設(shè)計(jì)通過設(shè)置就地控制柜來(lái)實(shí)現(xiàn)電纜室、主變室電纜進(jìn)出線口的溫度值和電流值，以及主變的鐵心接地電流信號(hào)。光纖探頭采集溫度信號(hào)，電流傳感器通過Zigbee模塊采集電流信號(hào)。將采集到的數(shù)據(jù)發(fā)送到后臺(tái)計(jì)算機(jī)進(jìn)行數(shù)據(jù)分析。

1.4通訊部分

通訊部分主要通過ZigBee模塊完成各節(jié)點(diǎn)之間的的通訊。本次設(shè)計(jì)采用DRF系列的Zigbee模塊，該模塊可以實(shí)現(xiàn)自動(dòng)組網(wǎng)，配置一個(gè)主節(jié)點(diǎn)和多個(gè)從節(jié)點(diǎn)，上電即可用，只需通過串口或485口傳輸數(shù)據(jù)即可，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)透?jìng)?，性能可靠?/p>

1.5軟件部分

軟件部分根據(jù)用戶的的實(shí)際需求所設(shè)計(jì)。軟件采用VB語(yǔ)言編寫，能夠?qū)崿F(xiàn)所有數(shù)據(jù)的實(shí)時(shí)采集、解析存儲(chǔ)、實(shí)時(shí)顯示、報(bào)警顯示、數(shù)據(jù)查詢、導(dǎo)出報(bào)表和趨勢(shì)統(tǒng)計(jì)等功能，使用的數(shù)據(jù)庫(kù)包括ACCESS數(shù)據(jù)庫(kù)和SQL Server數(shù)據(jù)庫(kù)。

2現(xiàn)場(chǎng)施工方案

2.1施工前的準(zhǔn)備

施工前必須做好各方面的準(zhǔn)備工作，包括但不限于安全措施的準(zhǔn)備、技術(shù)措施的準(zhǔn)備、材料和工具的準(zhǔn)備。施工前，根據(jù)港口工程內(nèi)容提前準(zhǔn)備相關(guān)材料并核對(duì)工作量，列出材料和工器具，按照清單準(zhǔn)備所需的材料和工具，并提前核對(duì)工器具以備不時(shí)之需確保它們處于良好狀態(tài)。組織施工人員認(rèn)真學(xué)習(xí)本施工方案，要求各工作組、各成員明確工作任務(wù)，了解施工中安全事項(xiàng)、更換絕緣子工藝等施工中的其他工藝要求。

2.2施工方案

施工期間，應(yīng)嚴(yán)格按照國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行施工。接地網(wǎng)、接地線、接地體的制作、安裝，應(yīng)嚴(yán)格按照國(guó)家電氣工程建設(shè)規(guī)范執(zhí)行。確保高要求和高質(zhì)量。本次施工主要從設(shè)備安裝、電纜施工進(jìn)行。

設(shè)備安裝：變壓器和高低壓柜由供應(yīng)商送到現(xiàn)場(chǎng)。高壓柜由起重機(jī)卸載，并使用液壓叉車移至電氣室。電氣室人工安裝到位。變壓器高低壓側(cè)應(yīng)按設(shè)計(jì)圖紙檢查。方向，避免到位后改變方向。變壓器附件由制造商安裝。主要配件有防潮口罩、電接點(diǎn)溫度計(jì)、散熱器等，施工應(yīng)嚴(yán)格按照說明書和安裝要求進(jìn)行。避雷針安裝高度40米，整體吊裝到位。吊裝時(shí)嚴(yán)禁站在倒立桿1.5倍范圍內(nèi)。

電纜施工：由供應(yīng)商送到現(xiàn)場(chǎng)，手動(dòng)脫扣和機(jī)械牽引脫扣就位，電纜終端頭前必須進(jìn)行耐壓試驗(yàn)，試驗(yàn)合格后方可進(jìn)行下一步安裝工作?？刂齐娎|施工采用手工放置，電纜在電纜溝內(nèi)分層，用扎線帶固定在電纜支架上，兩端掛有標(biāo)志以區(qū)分。

3在線監(jiān)測(cè)裝置的現(xiàn)場(chǎng)調(diào)試

按照施工方案正確安裝安裝變壓器在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)之后，我們要將安裝好的在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的裝置進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)調(diào)試。在線監(jiān)測(cè)監(jiān)測(cè)裝置主要分為后臺(tái)裝置和就地裝置。對(duì)于變壓器在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的我們需要做保護(hù)調(diào)試與電氣試驗(yàn)。即安裝工作結(jié)束后，對(duì)變壓器，高、低壓柜，接地，電纜進(jìn)行試驗(yàn)，給出試驗(yàn)報(bào)告。對(duì)高、低壓柜進(jìn)行通電調(diào)試，并給出調(diào)試報(bào)告。

3.1在線監(jiān)測(cè)裝置的調(diào)試

后臺(tái)只需放置一臺(tái)臺(tái)式機(jī)電腦，電腦串口連接Zigbee無(wú)線模塊，與就地電腦和就地控制柜進(jìn)行通信，后臺(tái)電腦安裝綜合后臺(tái)軟件。就地部分，在1#主變室和2#主變室放置了兩臺(tái)就地綜合控制柜，該控制柜內(nèi)部安裝了就地工控機(jī)、油氣裝置和微水裝置。調(diào)試時(shí)油氣和微水將信號(hào)通過串口反饋給就地電腦，就地電腦將油氣和微水?dāng)?shù)據(jù)存儲(chǔ)在就地電腦里面，當(dāng)就地電腦通過無(wú)線模塊接收到后臺(tái)的請(qǐng)求指令時(shí)，將油氣和微水?dāng)?shù)據(jù)整合為一條指令返回至后臺(tái)電腦?，F(xiàn)場(chǎng)調(diào)試測(cè)試通訊是否通暢，接受的指令也正確，調(diào)試成功。

3.2作業(yè)標(biāo)準(zhǔn)化

在操作者的不安全行為中，由于不知道正確的操作方法，為了更快地干燥而省略了必要的操作步驟，而堅(jiān)持自己的操作習(xí)慣等原因占了很大比例。按照科學(xué)的操作標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范人的行為，有利于控制人的不安全行為，減少人為錯(cuò)誤。生產(chǎn)技術(shù)與安全技術(shù)的統(tǒng)一。 生產(chǎn)技術(shù)工作就是通過改進(jìn)生產(chǎn)工藝，完善生產(chǎn)設(shè)備，規(guī)范工藝操作，發(fā)揮技術(shù)作用，保證生產(chǎn)的順利進(jìn)行。

3.3事故處理及現(xiàn)場(chǎng)調(diào)試記錄

在安裝過程中，對(duì)于出現(xiàn)的問題要及時(shí)進(jìn)行處理、記錄。通過對(duì)現(xiàn)場(chǎng)出現(xiàn)的問題進(jìn)行處理、記錄，可以方便會(huì)去進(jìn)行總結(jié)、分析?？梢院芎玫匕l(fā)現(xiàn)問題，避免相同的問題再次發(fā)生。

結(jié)語(yǔ)

智能變壓器檢測(cè)數(shù)據(jù)準(zhǔn)確及時(shí)的數(shù)據(jù)透?jìng)?，使現(xiàn)場(chǎng)工作人員通過后臺(tái)軟件反饋的數(shù)據(jù)及時(shí)發(fā)送報(bào)警值進(jìn)行維護(hù)，具有很高的應(yīng)用價(jià)值。傳統(tǒng)變壓器需要定期進(jìn)行預(yù)防性測(cè)試和維護(hù)，以防止發(fā)生因電力傳輸不良而導(dǎo)致的事故。由于檢測(cè)和維護(hù)的盲目性和強(qiáng)制性，消耗了大量的人力、物力、財(cái)力，也損失了變壓器的壽命。因此對(duì)傳統(tǒng)變壓器進(jìn)行技術(shù)改造就顯得尤為重要。

參考文獻(xiàn)

[1].李朝青，單片機(jī)原理及接口技術(shù)（簡(jiǎn)明修訂版）[M]. 北京：北京航空航天大學(xué)出版社，1998

[2].金偉正.單線數(shù)字溫度傳感器的原理與應(yīng)用[J].電子技術(shù)與應(yīng)用，2000

姓名：陳琦（1991.05--）;性別：男，籍貫：山東省泰安人，學(xué)歷：本科，畢業(yè)于哈爾濱理工大學(xué);現(xiàn)有職稱：工程師;研究方向：電氣工程智能化設(shè)計(jì)。