变压器故障在线监测系统的设计与研发

摘 要研究得知，变压器设备在电力系统中发挥着重要作用。在变压器实际应用过程中，由于变压器故障的出现，会对其产生严重不良影响，因而对其故障进行自动化监测具有重要意义。因此，本文对变压器故障在线监测系统进行分析研究，从而为变压器故障检测提供更好的技术支持。

【关键词】变压器 故障 在线监测 设计

在变压器工作运行过程中，变压器故障监测是管理运行中的重要环节，而变压器故障监测是避免变压器出现故障的基础。通过变电器故障在线监测系统的有效应用，可实现变压器运行状态、故障情况的在线监测，及时发现变压器在实际运用过程中所存在的故障，因此，具有明显的优势及重要价值。为能够使变压器运行得到更好保障，本文对变压器故障在线监测系统设计进行探讨。

1 变压器故障在线监测系统架构设计

对于整个在线监测系统而言，其组成及功能实现主要包括两个部分，即上位机与下位机，下位机作用主要就是读取监测数据，同时将数据向上位机进行传送，在变压器有故障出现情况下，可使电阻自动投切得以实现；对于上位机而言，其作用主要就是对数据进行保存，并且对其进行分析处理，并且将变压器实际运行情况向用户进行反馈。对于系统中下位机而言，其主要由四个模块组成，分别为通信模块、MTU控制模块、投切电阻模块以及地线电流采集模块，其工作位置为变压器现场，主要任务就是提取铁芯电流信号，实行数字化处理，显示监测参数，自动保存及显示历史数据，并且能够通过对固态继电器进行控制而使电阻自动投切功能得以实现。对于系统中上位机及监控网络而言，其主要就是通过RS485总线连接多台上位机，可使一台上位机监控多台下位机，在此基础上上位机能够利用串口方式收集及显示下位机装置相关信息，在获取下位机所上传相关数据之后，可实现波形显示，同时还能够对历史数据进行分析，对相关故障进行初步诊断。在利用GSM模块基础上，上位机可检测到变压器中异常情况，然后可利用短信方式向值班人员通知，从而使远程监控得以实现。

2 系统硬件设计及功能实现

对于监测系统中硬件而言，其主要包括数据采集模块、监视现场显示模块、传感器信号预处理模块，此外还包括上位机检测系统中的网络数据通信模块，以及电路。利用数据采集模块可将各种传感器所采集到相关模拟信号经由滤波放大，之后将其向ADC转换接口中送入，可使模拟量及数字量两者之间转变得以实现，并且对于转换之后数字量，可将其在单片机存储器中进行存储。通过对所采集数据进行初步判断以及对故障进行简单诊断处理，可在现场液晶显示屏上简要显示处理结果，从而可获取并且较好维护管理现场信息，同时对于实时采集数据、采集日期信息以及预处理结果等相关信息，利用网络数据通信模块向上位机中的远程监测以及智能诊断系统中进行传送，之后可详细进行故障记录、故障分析以及故障诊断。对于系统核心处理器而言，其选择C8051F020单片机，其内部存在告诉微控制器内核，并且具有流水线指令结构，同时片内具备各种不同数据存储器，对于电路微型化设计十分有利，同时能够实现在线系统全速调试，保证系统运行更加可靠，从而保证系统在线监测能够得以更好实现。

3 系统软件设计及其功能实现

在该监测系统中所选择软件为Windows操作系统，将其作为运行平台，其主要开发工具为VS Studio 2010，其开发语言为C语言，依据其实际功能，可将功能模块划分为七个部分，分别为：系统设置、历史数据管理、报表生成以及数据图形化显示，还包括串口通信、信息发送及检测信息远程存储。对于系统中用户界面而言，其选用Windows控件，从而使运行参数设置能够得以实现，利用图形控件以及GDI+可使相关检测信息实现动态个性化显示；串口模块主要就是实现读取以及发送相关串口信息；数据处理模块所实现功能主要就是相关数据存取；短信发送模块通过对GSM编程进行利用，可使短信发送得以实现；信息远程存储模块的作用主要就是通过对网络数据库进行利用，从而使信息远程存储得以实现。

4 结论

综上所述，在变压器实际运行过程中，对其故障进行监测是必要环节。通过对在线监测系统进行设计及研发，可利用在线监测系统实现变压器在线监测，从而可及时发现故障，传递故障信息，以便及时进行处理，从而有效保障变压器的正常运行。

参考文献

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作者简介

孙卫华（1978-），女，山东省新泰市人。大学本科学历。山东省冶金设计院股份有限公司，中级工程师，从事电力技术方向的研究。

作者单位

山东省冶金设计院股份有限公司 山东省济南市 250101