日照港变压器综合在线监测系统的设计与实现

日照港变压器综合在线监测系统的设计与实现

刘洋姜磊王均磊

日照港集团有限公司山东日照276826

摘要：电力变压器作为电力网络中最重要的一次设备之一，其安全、可靠的运行对用电部门的生产和生活具有非常重要的意义。随着电力系统容量不断加大、电压等级不断提高，传统变压器维护采用的定期停电检修的方法具有许多缺点。这些缺点推动了变压器综合在线监测系统的发展。本设计根据港口变电站的实际情况，设计了一个变压器在线监测系统。该系统可以自动监测与诊断变压器的运行状态，及时发现故障，避免突发性事故，节约人力投入，确保变压器的安全经济稳定运行。

【关键词】变压器；综合在线监测系统；温控器；设计；实现；

1设计方案

1.1总体设计方案

本设计根据日照港变电站的实际情况，添加了对变压器油中气体、铁心接地、微水含量、光纤测温等在线监测装置，实现对变压器油中气体值以及其他变压器参数的在线监测。通过无线传输模块，将分布的信号采集、汇总到后台主机，现场操作人员可以实时方便的掌握变压器不同位置的数据，然后根据软件的分析，获取当前数据是否正常，及时发现报警值。

该项目主要包括六台就地柜体，两台就地电脑柜体，一台后台电脑。分别实现主变电缆温度和电流以及铁心信号的采集，电缆进出口温度和电流信号的采集；两台就地电脑柜体实现油气和微水信号的采集；一台后台电脑实现所有信号的汇总。各个柜体之间的通讯通过Zigbee组网实现。设计分为后台控制、就地采集、通讯、软件四个部分。

1.2后台控制部分

后台控制部分主要完成后台工控机的的设计。后台工控机通过Zigbee无线模块组网，由一个主模块和多个从模块组成，通过后台软件将就地的各个信号读取回来保存到数据库，并在后台工控机的屏幕上进行数据显示。

1.3就地采集部分

就地采集部分主要通过就地装置完成数据采集与储存。就地两台工控机实现油气和微水数据的采集和存储，在后台读取油气和微水数据时，通过Zigbee模块将数据发送到后台工控机。就地油气采用OGM系列变压器油中气体在线监测系统，该产品可以按照用户设定的周期实时监测出变压器油中溶解的H2、CO、C2H4、C2H2等组分气体的含量。

设计通过设置六台就地控制柜实现电缆室、主变室的电缆进出口温度值和电流值，以及主变的铁心接地电流信号，光纤探头采集温度信号，电流传感器采集电流信号，通过Zigbee模块将采集的数据发送到后台电脑，进行数据分析。

1.4通讯部分

通讯部分主要通过ZigBee模块完成各节点之间的的通讯。本次设计采用DRF系列的Zigbee模块，该模块可以实现自动组网，配置一个主节点和多个从节点，上电即可用，只需通过串口或485口传输数据即可，实现数据透传，性能可靠。

1.5软件部分

软件部分根据用户的的实际需求所设计。软件采用VB语言编写，能够实现所有数据的实时采集、解析存储、实时显示、报警显示、数据查询、导出报表和趋势统计等功能，使用的数据库包括ACCESS数据库和SQLServer数据库。

2现场施工方案

2.1施工前的准备

施工之前一定要做好各方面准备，包括但不限于安全措施准备、技术措施准备、材料工器具准备。在施工之前，根据日照港工程的内容、核对工作量，提前准备相关材料，并列材料、工器具清单，根据清单准备所需材料、工具提前检查工器具，确保完好。根据本次工程内容、工作量，结合人员技术情况，各个工作组合理配备人员，能够充分发挥工作人员作用，提高工作效率。组织施工人员认真学习本施工方案，要求每个工作组及每位成员明确工作任务，并对开展的工作进行安全事项、更换绝缘子工艺等施工中其他工艺要求的学习。

2.2施工方案

施工时，严格按照国家标准施工。接地网、接地线、接地体的制作安装应严格按照国家电气工程施工规范执行。确保做到高要求，高质量。本次施工主要按照三个方面进行：设备安装、电缆施工、接地施工和土建施工。

设备安装：变压器、高低压柜由供货方送到现场，高压柜由吊车卸货后使用液压叉车搬运至电房，电房内人工安装就位，变压器安装就位应按设计图纸检查高低压侧方向，避免就位后调换方向。变压器附件由厂家来安装,主要附件有防潮呼吸器、电接点温度计、散热器等。应严格按说明书及安装要求进行施工。避雷针安装高度40米，采用整体吊装就位，起吊时在1.5倍倒杆范围内严禁站人。

电缆施工：由供货方送到现场，人工施放和机械牵引施放到位，在做电缆终端头之前要先进行耐压试验，试验合格后方能进行下一步的安装工作。控制电缆施工采用人工施放，在电缆沟内对电缆进行分层摆放，用扎带绑扎固定在电缆支架上，并在两头挂好标牌区分。

接地施工和土建施工：接地施工与土建施工同步进行，电房内所有接地采用电焊连接，在焊接处刷沥青防腐。对接地系统中的隐蔽工程，应会同建设单位或监理单位验收合格后才能回填夯实，并拍照做好影像资料的存档管理。

3在线监测装置的现场调试

按照施工方案正确安装安装变压器在线监测系统之后，我们要将安装好的在线监测系统的装置进行现场调试。在线监测监测装置主要分为后台装置和就地装置。对于变压器在线监测系统的我们需要做保护调试与电气试验。即安装工作结束后，对变压器，高、低压柜，接地，电缆进行试验，给出试验报告。对高、低压柜进行通电调试，并给出调试报告。

3.1在线监测装置的调试

后台只需放置一台台式机电脑，电脑串口连接Zigbee无线模块，与就地电脑和就地控制柜进行通信，后台电脑安装综合后台软件。就地部分，在1#主变室和2#主变室放置了两台就地综合控制柜，该控制柜内部安装了就地工控机、油气装置和微水装置。调试时油气和微水将信号通过串口反馈给就地电脑，就地电脑将油气和微水数据存储在就地电脑里面，当就地电脑通过无线模块接收到后台的请求指令时，将油气和微水数据整合为一条指令返回至后台电脑。现场调试测试通讯是否通畅，接受的指令也正确，调试成功。

3.2作业标准化

在操作者产生的不安全行为中，由于不知正确的操作方法，为了干的快些而省略了必要的操作步骤，坚持自己的操作习惯等原因所占比例很大。按科学的作业标准规范人的行为，有利于控制人的不安全行为，减少人失误。生产技术与安全技术的统一。生产技术工作是通过完善生产工艺过程、完备生产设备、规范工艺操作，发挥技术的作用，保证生产顺利进行的。包含了安全技术在保证生产顺利进行的全部职能和作用。两者的实施目标虽各有侧重，但工作目的完全统一在保证生产顺利进行、实现效益这一共同的基点上。

3.3事故处理及现场调试记录

在安装过程中，对于出现的问题要及时进行，处理、记录。通过对现场出现的问题进行处理，记录。可以方便会去进行总结、分析。可以很好地发现问题，避免相同的问题再次发生。

结语

该智能变压器检测数据准确、及时的数据透传能让现场工作人员通过后台软件反馈的数据及时发出警报值进行维护，具有非常高的应用价值。传统变压器为防止出现事故造成输电不畅要定期进行预防性试验和检修，由于试验和检修的盲目性和强制性，造成了大量的人力、物力和财力的消耗同时也会损耗变压器的寿命。那么对传统变压器进行技术革新就显得犹为重要了。

参考文献

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[2]．金伟正.单线数字温度传感器的原理与应用[J].电子技术与应用,2000

[3]StevenF.Barrett,DanielJ.Pack.EmbeddedSystem[M].北京：电子工业出版社,2006

[4]变电设备在线监测装置检验规范.第2部分:变压器油中溶解气体在线监测装置［S］.国家电网公司企业标准，Q/GDW540.2～2010