器都屬于全封閉電氣，其中變壓器是電網(wǎng)的主要設備，而GIS組合電氣設備高度集中，它們在電網(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)境復雜、運行變量多，經(jīng)常會發(fā)生一些不安全的隱患。依據(jù)變壓器運行規(guī)程和GIS電氣運行檢修規(guī)定要求，必須對GIS組合電氣和變壓器開展全方位的運行監(jiān)控工作。

　　本方案提出了一個基于自動化控制和單片機技術(shù)的GIS組合電氣及變壓器外殼監(jiān)聽、測溫監(jiān)控系統(tǒng)，通過對該系統(tǒng)的實施，實現(xiàn)了對GIS組合電氣和變壓器的聲音、溫度參量的自動化監(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、超負荷運行、事故跳閘等狀態(tài)下，由于絕緣下降、導體對絕緣件間隙放電而可能出現(xiàn)的電氣部件松動、變壓器匝間、線圈對鐵芯放電、GIS電氣部件松動等一系列設備隱患。實現(xiàn)了對GIS組合電氣和變壓器的部分運行參數(shù)安全預控工作。該裝置的應用范圍廣泛，單機系統(tǒng)可作為運行維護人員設備巡查專用工具，網(wǎng)絡化系統(tǒng)可為電力部門、發(fā)電廠、運轉(zhuǎn)設備提供在線監(jiān)測功能。

　　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、液晶顯示人機對話接口、聲光報警裝置和RS485接口及遠程監(jiān)控主機幾部分組成。

　　要實現(xiàn)對GIS組合電氣和變壓器的監(jiān)控，需要完成兩部分工作：對標準信息的收集和對系統(tǒng)狀態(tài)的監(jiān)控。

　　標準信息收集的過程為：GIS組合電氣和變壓器的聲音和溫度物理參數(shù)首先分別通過聲音傳感器和溫度傳感器得到模擬電信號，然后通過放大調(diào)理電路對模擬信號進行放大和濾波，并經(jīng)AD采樣芯片的兩路接口將模擬信號轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號，系統(tǒng)管理員在對信號進行分析后將標準信號存入標準數(shù)據(jù)庫。

　　系統(tǒng)狀態(tài)監(jiān)控的過程為：以類似收集標準信息的過程得到聲音和溫度物理參數(shù)的數(shù)字信號將信號定時地提交單片機，單片機將得到的信號與標準數(shù)據(jù)庫中的數(shù)據(jù)進行比較，當?shù)玫降男畔⒊^安全標準，通過聲音（蜂鳴器、喇叭等）、信號燈等報警裝置報警，通過RS485端口將事件發(fā)送到遠程控主機，并將事件的類型、參量及發(fā)生的時間保存到EEPROM存儲器中，該存儲器比較多可以保存800多個報警數(shù)據(jù)，當存儲器存滿后，自動覆蓋比較早的報警歷史數(shù)據(jù)。為此，遠程監(jiān)控主機需要定時地查詢歷史數(shù)據(jù)并將數(shù)據(jù)復制到中心主機中。

　　上述兩個過程在同一系統(tǒng)中實現(xiàn)，管理員可以通過遠程監(jiān)控主機或裝置的人機對話接口對過程進行手動或自動的切換。

　　該系統(tǒng)具有友好的人機對話界面，管理員可以通過128x64點陣式液晶顯示器和簡易鍵盤方便地完成兩個工作過程的切換、設置系統(tǒng)參數(shù)及查詢存儲在EEPROM中的歷史報警數(shù)據(jù)等工作。

　　此外，為實現(xiàn)系統(tǒng)的無人化監(jiān)控、遠程集中管理和維護，該系統(tǒng)提供了RS485接口以實現(xiàn)監(jiān)控系統(tǒng)與遠程主機的通訊。并且，遠程主機動態(tài)地對各監(jiān)控裝置的報警數(shù)據(jù)進行收集、分析和匯總，從而使管理員對整個監(jiān)控網(wǎng)絡的運行狀態(tài)了如指掌。

　　2系統(tǒng)的實現(xiàn)聲音傳感器：聲音傳感器用來將封閉電氣設備內(nèi)發(fā)出的各種聲音的強度或聲壓級，轉(zhuǎn)換為電壓信號。

　　溫度傳感器：負責傳感封閉電氣外殼溫度，將其轉(zhuǎn)換為電壓信號。

　　信號調(diào)理放大電路：信號調(diào)理放大用來對信號進行濾波、放大。

　　AD采樣芯片：AD采樣芯片用來將經(jīng)過調(diào)理后的信號進行采集和量化，并將數(shù)字信號傳輸給CPU.AD采樣芯片可以根據(jù)采樣的精度要求來選擇。

　　8位單片機：8位單片機用來實現(xiàn)數(shù)據(jù)采集、標準數(shù)據(jù)保存、數(shù)據(jù)比較、判斷、報警、報警數(shù)據(jù)存儲、人機對話界面、參數(shù)設置、RS485通訊等功能。單片機的主程序處理流程如所示。

　　數(shù)據(jù)存儲器：本系統(tǒng)需要兩個數(shù)據(jù)存儲器，一個用來保存系統(tǒng)標準信息，如對正常狀態(tài)的聲音、溫度對比參數(shù)，另一個用來保存系統(tǒng)的設置參數(shù)、系統(tǒng)報警數(shù)據(jù)等。

　　報警裝置：報警裝置用來在系統(tǒng)聲音和溫度參數(shù)超過安全指標時產(chǎn)生聲光報警，它主要由LED、報警燈、蜂鳴器和喇叭等組成。

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

　　人機對話界面的顯示菜單如所示。

　　通訊，從而實現(xiàn)系統(tǒng)的無人化監(jiān)控、遠程集中管理和維護。具有全雙工通訊能力，在總線上比較多可以掛128通訊設備，具有很強的擴展能力。

　　3遠程監(jiān)控及監(jiān)控網(wǎng)絡在實現(xiàn)監(jiān)控系統(tǒng)單點監(jiān)控的基礎上，為實現(xiàn)系統(tǒng)的無人化監(jiān)控、集中管理維護、科學分析等目的，每個系統(tǒng)都提供了對RS485接口的支持，通過該接口，各點監(jiān)控系統(tǒng)可與監(jiān)控主機進行交互，其中一個RS485總線可連接多達128個監(jiān)控系統(tǒng)，并且可根據(jù)需要進行擴展。遠程監(jiān)控及監(jiān)控網(wǎng)絡撲圖如所示。

　　485轉(zhuǎn)換器和軟件組成，其中軟件由VisualC++實現(xiàn)，它通過SDK串口通訊AP與端口進行交互，軟件主要具有以下功能：提供對各點監(jiān)控系統(tǒng)進行參數(shù)設置的多個視圖。

　　讀取各監(jiān)控點報警歷史數(shù)據(jù)并進行統(tǒng)計。

　　接收各監(jiān)控點所發(fā)送的報警事件，并對事件進行定位。

　　對所有的歷史數(shù)據(jù)進行統(tǒng)計。

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

　　通過多次在變電所內(nèi)試驗證明，該裝置可準確地獲得溫度和聲音各種運行變量。

　　采用數(shù)據(jù)庫技術(shù)對溫度和聲音參數(shù)進行集中的管理，并支持查詢，為今后采用更強大的溫度和聲音物理量分析、預控方法打下良好的基礎。該裝置的簡單、易用，集中體現(xiàn)在所提供的友好的人機界面上。

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

　　該項目是我局2003年度的科技項目，系統(tǒng)的開發(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、驗收、試運行工作。我們所開發(fā)的采樣監(jiān)測裝置，同時也作為我局航埠集控站運行人員，正常設備巡視以及主變、GIS電氣設備發(fā)生異常時的專用監(jiān)測工器具。

　　通過在我局變電所實際運行情況來看，收到了滿意效果。可作為電力部門、發(fā)電廠、運轉(zhuǎn)設備專用監(jiān)視裝置，綜合自動化變電所主變、GIS電氣間隔以及各種運轉(zhuǎn)設備異常情況專用在線監(jiān)測裝置，具有一定的推廣價值和可觀的經(jīng)濟效益。

　　師，本科，從事變電運行工作