基于LabVIEW的變壓器綜合在線監測系統的研究

聶貞　邱亞琴

摘要：虛擬儀器技術是電子測量技術和計算機融合的一項新技術，代表了未來儀器技術的發展方向。本文研究了以虛擬儀器技術為基礎的，基于LabVIEW軟件的變壓器實時在線監測系統，將變壓器從傳統的定期檢修模式轉變為理想的狀態檢修模式，提前發現設備的不良狀態，避免事故發生。通過在線監測系統提高了變壓器運行的可靠性、減少了事故發生率，因此具有顯著的社會經濟效益。

關鍵詞：虛擬儀器 LabVIEW 變壓器 在線監測

中圖分類號：TP39 文獻標識碼：A 文章編號：1007-9416（2016）08-0115-01

變壓器是保證電力系統可靠運行的重要設備之一，也是導致電力系統事故最多的設備之一，因此為了預見變壓器可能存在的故障隱患，需要對其建立嚴格的檢修制度。傳統的檢修方式是定期進行大小修，它是以時間周期為基礎安排的檢修，需要進行停電，并且間隔時間長，對于突發性絕緣事故難以發現，可靠性不高，且耗時耗力。現在國內外比較流行的是以可靠性為中心的狀態檢修，這種檢修方式是根據各種儀器的監測結果和運行人員的巡查記錄，經過技術分析，按照設備運行的實際情況策劃檢修行為，而變壓器狀態檢修的基礎在于監測技術和診斷技術。本文通過虛擬儀器的平臺，利用傳感技術、微電子技術，對運行中的變壓器進行實時在線監測，將各種傳感器采集到的信號經轉換處理后，統一送進數據處理系統進行綜合分析，對變壓器故障診斷、故障預防起到了極大的推動作用。

1 虛擬儀器的簡介

虛擬儀器由美國國家儀器公司提出，經過多年的發展，現在已經相當成熟。虛擬儀器充分利用計算機快速運算、方便存儲、形象顯示及靈活多樣的特點，把計算機作為儀器的基本硬件平臺，把傳統儀器的專用功能和硬件功能軟件化，使傳感器與計算機結合起來，形成新型儀器[1]。它不僅能完成傳統儀器的所有功能，還能完成更加強大的功能擴展。較傳統儀器而言，虛擬儀器體積小，成本低，開發和生產周期短，功能復雜又易于實現，因此在全世界范圍內得到了普遍的應用。

2 系統的硬件實現

系統硬件部分主要包括：傳感器、信號調理器、數據采集卡（DAQ card）以及帶虛擬儀器系統的計算機（PC機）。

系統的整個工作流程是：采用安裝在變壓器設備的各個傳感器取得待監測的各種信號，然后經過保護單元及電流傳感器，匯集到變壓器設備附近的前置信號調理單元，調理后的模擬信號經遠距離傳輸匯總到后端調理單元，進而由工控機監測軟件驅動數據采集卡進行數據采集，上位機的軟件對數據進行分析與處理、趨勢預測，為故障判斷提供依據[2]。

3 系統的軟件實現

該系統的軟件是基于LabVIEW平臺研究開發的，分為用戶顯示前面板和程序控制后面板兩部分。前面板用于放置結果及輸入控件，主要是完成用戶交互相當于儀表操作面板；后面板主要進行數據分析及處理，相當于傳統儀器的控制主板。整個軟件平臺可以完成信號的采集、控制，數據的分析、處理，以及網絡通信等功能[3]。

如下圖1就是在LabVIEW平臺上開發的變壓器在線監測的主界面，通過點擊主界面菜單上各個按鈕就能查詢變壓器各種電氣量在線監測的具體信息，除此之外，還可以看到這里很多非電氣量的在線顯示，例如油色譜監測中各種氣體含量、油溫、環境溫度等信息，而這些都可以對可能出現的絕緣故障做出預警。整體看此界面直觀清晰，非常人性化，最重要的是它還可以根據需要進行功能擴展。

4 結語

變壓器在線監測是將變壓器從定期檢修向狀態檢修過渡的基礎，本文主要研究了基于LabVIWE的變壓器在線監測系統，對虛擬儀器的特點、優勢，以及系統軟硬件的實現都做了比較詳細的介紹。基于虛擬儀器技術的在線監測不但可以準確的采集信號，還可以對數據進行分析處理和顯示，提高了系統的可靠性和靈活性，符合未來儀器儀表和自動控制的發展趨勢，具有很廣泛的現實意義。

參考文獻

[1]許童羽，程浩忠，周玉宏，陳春玲.基于LabVIEW的配電網諧波在線監測與分析系統[J].繼電器，2008，36（1）：63-64.

[2]聶貞.基于虛擬儀器的智能變電站在線監測系統的研究[D].鄭州：華北水利水電學院，2012.

[3]楚青河，馬建華，聶貞.基于LabVIEW的變壓器局部放電在線監測系統[J].變壓器，2011，（10）：61-65.