港口變壓器綜合在線監(jiān)測系統(tǒng)的設(shè)計及實現(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，其安全可靠運行對電力用戶的生產(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。這些缺點促進了變壓器綜合在線監(jiān)測系統(tǒng)的發(fā)展。 本設(shè)計中，結(jié)合港口變電站的實際情況，設(shè)計了一種變壓器在線監(jiān)測系統(tǒng)。該系統(tǒng)可自動監(jiān)測和診斷變壓器的運行狀態(tài)，及時發(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、穩(wěn)定運行。

關(guān)鍵詞：變壓器;綜合在線監(jiān)測系統(tǒng);光纖測溫;設(shè)計;實現(xiàn);

1設(shè)計方案

1.1總體設(shè)計方案

本設(shè)計根據(jù)港口變電站的實際情況，添加了對變壓器油中氣體、鐵心接地、微水含量、光纖測溫等在線監(jiān)測裝置，實現(xiàn)對變壓器油中氣體值以及其他變壓器參數(shù)的在線監(jiān)測。通過無線傳輸模塊，將分布的信號采集、匯總到后臺主機，現(xiàn)場操作人員可以實時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，及時發(fā)現(xiàn)報警值。

1.2后臺控制部分

后臺控制部分主要完成后臺工控機的的設(shè)計。后臺工控機通過Zigbee無線模塊組網(wǎng)，由一個主模塊和多個從模塊組成，通過后臺軟件將就地的各個信號讀取回來保存到數(shù)據(jù)庫，并在后臺工控機的屏幕上進行數(shù)據(jù)顯示。

1.3就地采集部分

現(xiàn)場采集部分主要通過現(xiàn)場設(shè)備完成數(shù)據(jù)的采集和存儲。兩臺本地工業(yè)計算機實現(xiàn)油氣和微水?dāng)?shù)據(jù)的采集和存儲。當(dāng)后臺讀取油氣和微水?dāng)?shù)據(jù)時，數(shù)據(jù)通過Zigbee模塊發(fā)送到后臺工控機。現(xiàn)場油氣產(chǎn)品可根據(jù)用戶設(shè)定的周期實時監(jiān)測溶解在變壓器油中的H2、CO、C2H4、C2H2等組分氣體的含量。

本設(shè)計通過設(shè)置就地控制柜來實現(xiàn)電纜室、主變室電纜進出線口的溫度值和電流值，以及主變的鐵心接地電流信號。光纖探頭采集溫度信號，電流傳感器通過Zigbee模塊采集電流信號。將采集到的數(shù)據(jù)發(fā)送到后臺計算機進行數(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)點之間的的通訊。本次設(shè)計采用DRF系列的Zigbee模塊，該模塊可以實現(xiàn)自動組網(wǎng)，配置一個主節(jié)點和多個從節(jié)點，上電即可用，只需通過串口或485口傳輸數(shù)據(jù)即可，實現(xiàn)數(shù)據(jù)透傳，性能可靠。

1.5軟件部分

軟件部分根據(jù)用戶的的實際需求所設(shè)計。軟件采用VB語言編寫，能夠?qū)崿F(xiàn)所有數(shù)據(jù)的實時采集、解析存儲、實時顯示、報警顯示、數(shù)據(jù)查詢、導(dǎo)出報表和趨勢統(tǒng)計等功能，使用的數(shù)據(jù)庫包括ACCESS數(shù)據(jù)庫和SQL Server數(shù)據(jù)庫。

2現(xiàn)場施工方案

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，并提前核對工器具以備不時之需確保它們處于良好狀態(tài)。組織施工人員認真學(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、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)格按照國家標(biāo)準(zhǔn)進行施工。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、電纜施工進行。

設(shè)備安裝：變壓器和高低壓柜由供應(yīng)商送到現(xiàn)場。高壓柜由起重機卸載，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、電接點溫度計、散熱器等，施工應(yīng)嚴(yán)格按照說明書和安裝要求進行。避雷針安裝高度40米，整體吊裝到位。吊裝時嚴(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，手動脫扣和機械牽引脫扣就位，電纜終端頭前必須進行耐壓試驗，試驗合格后方可進行下一步安裝工作。控制電纜施工采用手工放置，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)測裝置的現(xiàn)場調(diào)試

按照施工方案正確安裝安裝變壓器在線監(jiān)測系統(tǒng)之后，我們要將安裝好的在線監(jiān)測系統(tǒng)的裝置進行現(xiàn)場調(diào)試。在線監(jiān)測監(jiān)測裝置主要分為后臺裝置和就地裝置。對于變壓器在線監(jiān)測系統(tǒng)的我們需要做保護調(diào)試與電氣試驗。即安裝工作結(jié)束后，對變壓器，高、低壓柜，接地，電纜進行試驗，給出試驗報告。對高、低壓柜進行通電調(diào)試，并給出調(diào)試報告。

3.1在線監(jiān)測裝置的調(diào)試

后臺只需放置一臺臺式機電腦，電腦串口連接Zigbee無線模塊，與就地電腦和就地控制柜進行通信，后臺電腦安裝綜合后臺軟件。就地部分，在1#主變室和2#主變室放置了兩臺就地綜合控制柜，該控制柜內(nèi)部安裝了就地工控機、油氣裝置和微水裝置。調(diào)試時油氣和微水將信號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)存儲在就地電腦里面，當(dāng)就地電腦通過無線模塊接收到后臺的請求指令時，將油氣和微水?dāng)?shù)據(jù)整合為一條指令返回至后臺電腦。現(xiàn)場調(diào)試測試通訊是否通暢，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)的順利進行。

3.3事故處理及現(xiàn)場調(diào)試記錄

在安裝過程中，對于出現(xiàn)的問題要及時進行處理、記錄。通過對現(xiàn)場出現(xiàn)的問題進行處理、記錄，可以方便會去進行總結(jié)、分析。可以很好地發(fā)現(xiàn)問題，避免相同的問題再次發(fā)生。

結(jié)語

智能變壓器檢測數(shù)據(jù)準(zhǔn)確及時的數(shù)據(jù)透傳，使現(xiàn)場工作人員通過后臺軟件反饋的數(shù)據(jù)及時發(fā)送報警值進行維護，具有很高的應(yīng)用價值。傳統(tǒng)變壓器需要定期進行預(yù)防性測試和維護，以防止發(fā)生因電力傳輸不良而導(dǎo)致的事故。由于檢測和維護的盲目性和強制性，消耗了大量的人力、物力、財力，也損失了變壓器的壽命。因此對傳統(tǒng)變壓器進行技術(shù)改造就顯得尤為重要。

參考文獻

[1].李朝青，單片機原理及接口技術(shù)（簡明修訂版）[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。