器都屬于全封閉電氣，其中變壓器是電網(wǎng)的主要設(shè)備，而GIS組合電氣設(shè)備高度集中，它們?cè)陔娋W(wǎng)中都處于非常重要的地位。GIS組合電氣和變壓器的結(jié)構(gòu)緊湊、工作環(huán)境復(fù)雜、運(yùn)行變量多，經(jīng)常會(huì)發(fā)生一些不安全的隱患。依據(jù)變壓器運(yùn)行規(guī)程和GIS電氣運(yùn)行檢修規(guī)定要求，必須對(duì)GIS組合電氣和變壓器開(kāi)展全方位的運(yùn)行監(jiān)控工作。

　　本方案提出了一個(gè)基于自動(dòng)化控制和單片機(jī)技術(shù)的GIS組合電氣及變壓器外殼監(jiān)聽(tīng)、測(cè)溫監(jiān)控系統(tǒng)，通過(guò)對(duì)該系統(tǒng)的實(shí)施，實(shí)現(xiàn)了對(duì)GIS組合電氣和變壓器的聲音、溫度參量的自動(dòng)化監(jiān)控，從而能有效發(fā)現(xiàn)GIS組合電氣及變壓器在新投廣、大修后、超負(fù)荷運(yùn)行、事故跳閘等狀態(tài)下，由于絕緣下降、導(dǎo)體對(duì)絕緣件間隙放電而可能出現(xiàn)的電氣部件松動(dòng)、變壓器匝間、線圈對(duì)鐵芯放電、GIS電氣部件松動(dòng)等一系列設(shè)備隱患。實(shí)現(xiàn)了對(duì)GIS組合電氣和變壓器的部分運(yùn)行參數(shù)安全預(yù)控工作。該裝置的應(yīng)用范圍廣泛，單機(jī)系統(tǒng)可作為運(yùn)行維護(hù)人員設(shè)備巡查專用工具，網(wǎng)絡(luò)化系統(tǒng)可為電力部門、發(fā)電廠、運(yùn)轉(zhuǎn)設(shè)備提供在線監(jiān)測(cè)功能。

　　1工作原理和系統(tǒng)結(jié)構(gòu)GIS組合電氣及變壓器監(jiān)控系統(tǒng)的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)如所示，它主要由微處理器、溫度傳感器、聲傳感器、AD采樣芯片、鍵盤、液晶顯示人機(jī)對(duì)話接口、聲光報(bào)警裝置和RS485接口及遠(yuǎn)程監(jiān)控主機(jī)幾部分組成。

　　要實(shí)現(xiàn)對(duì)GIS組合電氣和變壓器的監(jiān)控，需要完成兩部分工作：對(duì)標(biāo)準(zhǔn)信息的收集和對(duì)系統(tǒng)狀態(tài)的監(jiān)控。

　　標(biāo)準(zhǔn)信息收集的過(guò)程為：GIS組合電氣和變壓器的聲音和溫度物理參數(shù)首先分別通過(guò)聲音傳感器和溫度傳感器得到模擬電信號(hào)，然后通過(guò)放大調(diào)理電路對(duì)模擬信號(hào)進(jìn)行放大和濾波，并經(jīng)AD采樣芯片的兩路接口將模擬信號(hào)轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號(hào)，系統(tǒng)管理員在對(duì)信號(hào)進(jìn)行分析后將標(biāo)準(zhǔn)信號(hào)存入標(biāo)準(zhǔn)數(shù)據(jù)庫(kù)。

　　系統(tǒng)狀態(tài)監(jiān)控的過(guò)程為：以類似收集標(biāo)準(zhǔn)信息的過(guò)程得到聲音和溫度物理參數(shù)的數(shù)字信號(hào)將信號(hào)定時(shí)地提交單片機(jī)，單片機(jī)將得到的信號(hào)與標(biāo)準(zhǔn)數(shù)據(jù)庫(kù)中的數(shù)據(jù)進(jìn)行比較，當(dāng)?shù)玫降男畔⒊^(guò)安全標(biāo)準(zhǔn)，通過(guò)聲音（蜂鳴器、喇叭等）、信號(hào)燈等報(bào)警裝置報(bào)警，通過(guò)RS485端口將事件發(fā)送到遠(yuǎn)程控主機(jī)，并將事件的類型、參量及發(fā)生的時(shí)間保存到EEPROM存儲(chǔ)器中，該存儲(chǔ)器比較多可以保存800多個(gè)報(bào)警數(shù)據(jù)，當(dāng)存儲(chǔ)器存滿后，自動(dòng)覆蓋比較早的報(bào)警歷史數(shù)據(jù)。為此，遠(yuǎn)程監(jiān)控主機(jī)需要定時(shí)地查詢歷史數(shù)據(jù)并將數(shù)據(jù)復(fù)制到中心主機(jī)中。

　　上述兩個(gè)過(guò)程在同一系統(tǒng)中實(shí)現(xiàn)，管理員可以通過(guò)遠(yuǎn)程監(jiān)控主機(jī)或裝置的人機(jī)對(duì)話接口對(duì)過(guò)程進(jìn)行手動(dòng)或自動(dòng)的切換。

　　該系統(tǒng)具有友好的人機(jī)對(duì)話界面，管理員可以通過(guò)128x64點(diǎn)陣式液晶顯示器和簡(jiǎn)易鍵盤方便地完成兩個(gè)工作過(guò)程的切換、設(shè)置系統(tǒng)參數(shù)及查詢存儲(chǔ)在EEPROM中的歷史報(bào)警數(shù)據(jù)等工作。

　　此外，為實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)的無(wú)人化監(jiān)控、遠(yuǎn)程集中管理和維護(hù)，該系統(tǒng)提供了RS485接口以實(shí)現(xiàn)監(jiān)控系統(tǒng)與遠(yuǎn)程主機(jī)的通訊。并且，遠(yuǎn)程主機(jī)動(dòng)態(tài)地對(duì)各監(jiān)控裝置的報(bào)警數(shù)據(jù)進(jìn)行收集、分析和匯總，從而使管理員對(duì)整個(gè)監(jiān)控網(wǎng)絡(luò)的運(yùn)行狀態(tài)了如指掌。

　　2系統(tǒng)的實(shí)現(xiàn)聲音傳感器：聲音傳感器用來(lái)將封閉電氣設(shè)備內(nèi)發(fā)出的各種聲音的強(qiáng)度或聲壓級(jí)，轉(zhuǎn)換為電壓信號(hào)。

　　溫度傳感器：負(fù)責(zé)傳感封閉電氣外殼溫度，將其轉(zhuǎn)換為電壓信號(hào)。

　　信號(hào)調(diào)理放大電路：信號(hào)調(diào)理放大用來(lái)對(duì)信號(hào)進(jìn)行濾波、放大。

　　AD采樣芯片：AD采樣芯片用來(lái)將經(jīng)過(guò)調(diào)理后的信號(hào)進(jìn)行采集和量化，并將數(shù)字信號(hào)傳輸給CPU.AD采樣芯片可以根據(jù)采樣的精度要求來(lái)選擇。

　　8位單片機(jī)：8位單片機(jī)用來(lái)實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)采集、標(biāo)準(zhǔn)數(shù)據(jù)保存、數(shù)據(jù)比較、判斷、報(bào)警、報(bào)警數(shù)據(jù)存儲(chǔ)、人機(jī)對(duì)話界面、參數(shù)設(shè)置、RS485通訊等功能。單片機(jī)的主程序處理流程如所示。

　　數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器：本系統(tǒng)需要兩個(gè)數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器，一個(gè)用來(lái)保存系統(tǒng)標(biāo)準(zhǔn)信息，如對(duì)正常狀態(tài)的聲音、溫度對(duì)比參數(shù)，另一個(gè)用來(lái)保存系統(tǒng)的設(shè)置參數(shù)、系統(tǒng)報(bào)警數(shù)據(jù)等。

　　報(bào)警裝置：報(bào)警裝置用來(lái)在系統(tǒng)聲音和溫度參數(shù)超過(guò)安全指標(biāo)時(shí)產(chǎn)生聲光報(bào)警，它主要由LED、報(bào)警燈、蜂鳴器和喇叭等組成。

　　人機(jī)對(duì)話界面：該部分提供了友好的人機(jī)對(duì)話界面以方便管理員查詢系統(tǒng)狀態(tài)、設(shè)置運(yùn)行參數(shù)。鍵盤采用4x 4的陣列式鍵盤，通過(guò)I/O口直接連到CPU.顯示采用64x128點(diǎn)陣的液晶顯示實(shí)現(xiàn)，可方便地顯示漢字。

　　人機(jī)對(duì)話界面的顯示菜單如所示。

　　通訊，從而實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)的無(wú)人化監(jiān)控、遠(yuǎn)程集中管理和維護(hù)。具有全雙工通訊能力，在總線上比較多可以掛128通訊設(shè)備，具有很強(qiáng)的擴(kuò)展能力。

　　3遠(yuǎn)程監(jiān)控及監(jiān)控網(wǎng)絡(luò)在實(shí)現(xiàn)監(jiān)控系統(tǒng)單點(diǎn)監(jiān)控的基礎(chǔ)上，為實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)的無(wú)人化監(jiān)控、集中管理維護(hù)、科學(xué)分析等目的，每個(gè)系統(tǒng)都提供了對(duì)RS485接口的支持，通過(guò)該接口，各點(diǎn)監(jiān)控系統(tǒng)可與監(jiān)控主機(jī)進(jìn)行交互，其中一個(gè)RS485總線可連接多達(dá)128個(gè)監(jiān)控系統(tǒng)，并且可根據(jù)需要進(jìn)行擴(kuò)展。遠(yuǎn)程監(jiān)控及監(jiān)控網(wǎng)絡(luò)撲圖如所示。

　　485轉(zhuǎn)換器和軟件組成，其中軟件由VisualC++實(shí)現(xiàn)，它通過(guò)SDK串口通訊AP與端口進(jìn)行交互，軟件主要具有以下功能：提供對(duì)各點(diǎn)監(jiān)控系統(tǒng)進(jìn)行參數(shù)設(shè)置的多個(gè)視圖。

　　讀取各監(jiān)控點(diǎn)報(bào)警歷史數(shù)據(jù)并進(jìn)行統(tǒng)計(jì)。

　　接收各監(jiān)控點(diǎn)所發(fā)送的報(bào)警事件，并對(duì)事件進(jìn)行定位。

　　對(duì)所有的歷史數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)。

　　4實(shí)際應(yīng)用情況綜上所述，本項(xiàng)目在技術(shù)上獲得了以下幾大成果：建立適合于對(duì)GIS組合電氣和變壓器的溫度和聲音進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)控的完善、可擴(kuò)展的體系結(jié)構(gòu)，從而在保證系統(tǒng)的穩(wěn)定性的同時(shí)，使系統(tǒng)具有較好的擴(kuò)展性。

　　通過(guò)多次在變電所內(nèi)試驗(yàn)證明，該裝置可準(zhǔn)確地獲得溫度和聲音各種運(yùn)行變量。

　　采用數(shù)據(jù)庫(kù)技術(shù)對(duì)溫度和聲音參數(shù)進(jìn)行集中的管理，并支持查詢，為今后采用更強(qiáng)大的溫度和聲音物理量分析、預(yù)控方法打下良好的基礎(chǔ)。該裝置的簡(jiǎn)單、易用，集中體現(xiàn)在所提供的友好的人機(jī)界面上。

　　可將該系統(tǒng)和電力生產(chǎn)MIS和門戶網(wǎng)站緊密結(jié)合，從而使該項(xiàng)安全預(yù)控工作納入到電力生產(chǎn)的日常工作中來(lái)。

　　該項(xiàng)目是我局2003年度的科技項(xiàng)目，系統(tǒng)的開(kāi)發(fā)研究工作于2003年底完成，在我局的110kV天寧變電所內(nèi)完成了安裝、驗(yàn)收、試運(yùn)行工作。我們所開(kāi)發(fā)的采樣監(jiān)測(cè)裝置，同時(shí)也作為我局航埠集控站運(yùn)行人員，正常設(shè)備巡視以及主變、GIS電氣設(shè)備發(fā)生異常時(shí)的專用監(jiān)測(cè)工器具。

　　通過(guò)在我局變電所實(shí)際運(yùn)行情況來(lái)看，收到了滿意效果?？勺鳛殡娏Σ块T、發(fā)電廠、運(yùn)轉(zhuǎn)設(shè)備專用監(jiān)視裝置，綜合自動(dòng)化變電所主變、GIS電氣間隔以及各種運(yùn)轉(zhuǎn)設(shè)備異常情況專用在線監(jiān)測(cè)裝置，具有一定的推廣價(jià)值和可觀的經(jīng)濟(jì)效益。

　　師，本科，從事變電運(yùn)行工作