變壓器故障在線監測系統的設計與研發

摘 要研究得知，變壓器設備在電力系統中發揮著重要作用。在變壓器實際應用過程中，由于變壓器故障的出現，會對其產生嚴重不良影響，因而對其故障進行自動化監測具有重要意義。因此，本文對變壓器故障在線監測系統進行分析研究，從而為變壓器故障檢測提供更好的技術支持。

【關鍵詞】變壓器 故障 在線監測 設計

在變壓器工作運行過程中，變壓器故障監測是管理運行中的重要環節，而變壓器故障監測是避免變壓器出現故障的基礎。通過變電器故障在線監測系統的有效應用，可實現變壓器運行狀態、故障情況的在線監測，及時發現變壓器在實際運用過程中所存在的故障，因此，具有明顯的優勢及重要價值。為能夠使變壓器運行得到更好保障，本文對變壓器故障在線監測系統設計進行探討。

1 變壓器故障在線監測系統架構設計

對于整個在線監測系統而言，其組成及功能實現主要包括兩個部分，即上位機與下位機，下位機作用主要就是讀取監測數據，同時將數據向上位機進行傳送，在變壓器有故障出現情況下，可使電阻自動投切得以實現；對于上位機而言，其作用主要就是對數據進行保存，并且對其進行分析處理，并且將變壓器實際運行情況向用戶進行反饋。對于系統中下位機而言，其主要由四個模塊組成，分別為通信模塊、MTU控制模塊、投切電阻模塊以及地線電流采集模塊，其工作位置為變壓器現場，主要任務就是提取鐵芯電流信號，實行數字化處理，顯示監測參數，自動保存及顯示歷史數據，并且能夠通過對固態繼電器進行控制而使電阻自動投切功能得以實現。對于系統中上位機及監控網絡而言，其主要就是通過RS485總線連接多臺上位機，可使一臺上位機監控多臺下位機，在此基礎上上位機能夠利用串口方式收集及顯示下位機裝置相關信息，在獲取下位機所上傳相關數據之后，可實現波形顯示，同時還能夠對歷史數據進行分析，對相關故障進行初步診斷。在利用GSM模塊基礎上，上位機可檢測到變壓器中異常情況，然后可利用短信方式向值班人員通知，從而使遠程監控得以實現。

2 系統硬件設計及功能實現

對于監測系統中硬件而言，其主要包括數據采集模塊、監視現場顯示模塊、傳感器信號預處理模塊，此外還包括上位機檢測系統中的網絡數據通信模塊，以及外圍電路。利用數據采集模塊可將各種傳感器所采集到相關模擬信號經由濾波放大，之后將其向ADC轉換接口中送入，可使模擬量及數字量兩者之間轉變得以實現，并且對于轉換之后數字量，可將其在單片機存儲器中進行存儲。通過對所采集數據進行初步判斷以及對故障進行簡單診斷處理，可在現場液晶顯示屏上簡要顯示處理結果，從而可獲取并且較好維護管理現場信息，同時對于實時采集數據、采集日期信息以及預處理結果等相關信息，利用網絡數據通信模塊向上位機中的遠程監測以及智能診斷系統中進行傳送，之后可詳細進行故障記錄、故障分析以及故障診斷。對于系統核心處理器而言，其選擇C8051F020單片機，其內部存在告訴微控制器內核，并且具有流水線指令結構，同時片內具備各種不同數據存儲器，對于電路微型化設計十分有利，同時能夠實現在線系統全速調試，保證系統運行更加可靠，從而保證系統在線監測能夠得以更好實現。

3 系統軟件設計及其功能實現

在該監測系統中所選擇軟件為Windows操作系統，將其作為運行平臺，其主要開發工具為VS Studio 2010，其開發語言為C語言，依據其實際功能，可將功能模塊劃分為七個部分，分別為：系統設置、歷史數據管理、報表生成以及數據圖形化顯示，還包括串口通信、信息發送及檢測信息遠程存儲。對于系統中用戶界面而言，其選用Windows控件，從而使運行參數設置能夠得以實現，利用圖形控件以及GDI+可使相關檢測信息實現動態個性化顯示；串口模塊主要就是實現讀取以及發送相關串口信息；數據處理模塊所實現功能主要就是相關數據存取；短信發送模塊通過對GSM編程進行利用，可使短信發送得以實現；信息遠程存儲模塊的作用主要就是通過對網絡數據庫進行利用，從而使信息遠程存儲得以實現。

4 結論

綜上所述，在變壓器實際運行過程中，對其故障進行監測是必要環節。通過對在線監測系統進行設計及研發，可利用在線監測系統實現變壓器在線監測，從而可及時發現故障，傳遞故障信息，以便及時進行處理，從而有效保障變壓器的正常運行。

參考文獻

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作者簡介

孫衛華（1978-），女，山東省新泰市人。大學本科學歷。山東省冶金設計院股份有限公司，中級工程師，從事電力技術方向的研究。

作者單位

山東省冶金設計院股份有限公司 山東省濟南市 250101