港口变压器综合在线监测系统的设计及实现

陈琦?李延彬?王启敏

摘要：电力变压器是电网中最重要的一次设备之一，其安全可靠运行对电力用户的生产生活具有重要意义。随着电力系统容量的不断增加和电压等级的不断提高，传统变压器检修采用的定期停电方法存在诸多不足。这些缺点促进了变压器综合在线监测系统的发展。 本设计中，结合港口变电站的实际情况，设计了一种变压器在线监测系统。该系统可自动监测和诊断变压器的运行状态，及时发现故障，避免突发事故，节省人力投入，保证变压器安全、经济、稳定运行。

关键词：变压器;综合在线监测系统;光纤测温;设计;实现;

1设计方案

1.1总体设计方案

本设计根据港口变电站的实际情况，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。

1.2后台控制部分

后台控制部分主要完成后臺工控机的的设计。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

现场采集部分主要通过现场设备完成数据的采集和存储。两台本地工业计算机实现油气和微水数据的采集和存储。当后台读取油气和微水数据时，数据通过Zigbee模块发送到后台工控机。现场油气产品可根据用户设定的周期实时监测溶解在变压器油中的H2、CO、C2H4、C2H2等组分气体的含量。

本设计通过设置就地控制柜来实现电缆室、主变室电缆进出线口的温度值和电流值，以及主变的铁心接地电流信号。光纤探头采集温度信号，电流传感器通过Zigbee模块采集电流信号。将采集到的数据发送到后台计算机进行数据分析。

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SQL Server数据库。

2现场施工方案

2.1施工前的准备

施工前必须做好各方面的准备工作，包括但不限于安全措施的准备、技术措施的准备、材料和工具的准备。施工前，根据港口工程内容提前准备相关材料并核对工作量，列出材料和工器具，按照清单准备所需的材料和工具，并提前核对工器具以备不时之需确保它们处于良好状态。组织施工人员认真学习本施工方案，要求各工作组、各成员明确工作任务，了解施工中安全事项、更换绝缘子工艺等施工中的其他工艺要求。

2.2施工方案

施工期间，应严格按照国家标准进行施工。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建设规范执行。确保高要求和高质量。本次施工主要从设备安装、电缆施工进行。

设备安装：变压器和高低压柜由供应商送到现场。高压柜由起重机卸载，并使用液压叉车移至电气室。电气室人工安装到位。变压器高低压侧应按设计图纸检查。方向，避免到位后改变方向。变压器附件由制造商安装。主要配件有防潮口罩、电接点温度计、散热器等，施工应严格按照说明书和安装要求进行。避雷针安装高度40米，整体吊装到位。吊装时严禁站在倒立杆1.5倍范围内。

电缆施工：由供应商送到现场，手动脱扣和机械牵引脱扣就位，电缆终端头前必须进行耐压试验，试验合格后方可进行下一步安装工作。控制电缆施工采用手工放置，电缆在电缆沟内分层，用扎线带固定在电缆支架上，两端挂有标志以区分。

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

在操作者的不安全行为中，由于不知道正确的操作方法，为了更快地干燥而省略了必要的操作步骤，而坚持自己的操作习惯等原因占了很大比例。按照科学的操作标准规范人的行为，有利于控制人的不安全行为，减少人为错误。生产技术与安全技术的统一。 生产技术工作就是通过改进生产工艺，完善生产设备，规范工艺操作，发挥技术作用，保证生产的顺利进行。

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

智能变压器检测数据准确及时的数据透传，使现场工作人员通过后台软件反馈的数据及时发送报警值进行维护，具有很高的应用价值。传统变压器需要定期进行预防性测试和维护，以防止发生因电力传输不良而导致的事故。由于检测和维护的盲目性和强制性，消耗了大量的人力、物力、财力，也损失了变压器的寿命。因此对传统变压器进行技术改造就显得尤为重要。

参考文献

[1].李朝青，单片机原理及接口技术（简明修订版）[M]. 北京：北京航空航天大学出版社，1998

[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

姓名：陈琦（1991.05--）;性别：男，籍贯：山东省泰安人，学历：本科，毕业于哈尔滨理工大学;现有职称：工程师;研究方向：电气工程智能化设计。