變壓器檢測系統(tǒng)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及電力變壓器技術(shù)領(lǐng)域，尤其是一種變壓器檢測系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002]變電站是輸配電系統(tǒng)中重要的環(huán)節(jié)，它擔(dān)負(fù)著電能轉(zhuǎn)換和電能重新分配的繁重任務(wù)，對電網(wǎng)的安全和經(jīng)濟(jì)運(yùn)行起著舉足輕重的作用。變電站綜合自動(dòng)化是實(shí)現(xiàn)無人值守變電站的重要手段，它將變電站的二次設(shè)備(包括測量儀表，信號系統(tǒng)、繼電保護(hù)、自動(dòng)裝置和遠(yuǎn)動(dòng)裝置)經(jīng)過功能的組合和優(yōu)化設(shè)計(jì)，利用先進(jìn)的計(jì)算機(jī)技術(shù)、現(xiàn)代電子技術(shù)、通信技術(shù)和信號處理技術(shù)，實(shí)現(xiàn)對全站的主要設(shè)備和輸、配電線路的自動(dòng)監(jiān)視、測量、自動(dòng)控制和微機(jī)保護(hù)，以及與調(diào)度通信等綜合性的自動(dòng)化功能，并要求具備電力設(shè)備自動(dòng)管理功能，以實(shí)現(xiàn)無人值守狀態(tài)的設(shè)備管理。我國變電站自動(dòng)化技術(shù)經(jīng)過十幾年的發(fā)展已經(jīng)達(dá)到一定水平，目前的變電站自動(dòng)化技術(shù)雖然已經(jīng)包括了基本的運(yùn)行監(jiān)控、測量、故障保護(hù)功能，但是缺少了電力設(shè)備狀態(tài)監(jiān)測環(huán)節(jié)，因此不能對電力設(shè)備的安全狀況做出評估和判斷，不能實(shí)現(xiàn)真正意義上的無人值守。變電站電力設(shè)備的在線狀態(tài)監(jiān)測是進(jìn)行設(shè)備管理的必要手段，而且由于設(shè)備運(yùn)行和設(shè)備管理上的實(shí)時(shí)性要求不同，對于運(yùn)行監(jiān)控系統(tǒng)要求較高的實(shí)時(shí)性，而設(shè)備狀態(tài)監(jiān)測診斷實(shí)時(shí)性要求相對較低，把實(shí)時(shí)狀態(tài)監(jiān)測診斷納入運(yùn)行監(jiān)控系統(tǒng)中是不合適的，因此有必要建立。
[0003]變電站狀態(tài)監(jiān)測診斷系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)對變電站變壓器、斷路器、電容性設(shè)備、避雷器等電力設(shè)備的實(shí)時(shí)在線狀態(tài)監(jiān)測，并且系統(tǒng)能通過網(wǎng)絡(luò)通信和變電站自動(dòng)化系統(tǒng)接口，被納入變電站自動(dòng)化系統(tǒng)范疇。
[0004]綜上所述，電力設(shè)備的狀態(tài)監(jiān)測和故障診斷是電力系統(tǒng)安全運(yùn)行的需要，是實(shí)現(xiàn)狀態(tài)檢修的前提，也是實(shí)現(xiàn)無人值守變電站的重要組成部分。
[0005]目前國內(nèi)外對變壓器、容性設(shè)備、高壓斷路器等電力設(shè)備的在線監(jiān)測都做了大量深入研究，監(jiān)測量的范圍也越來越廣泛。在線監(jiān)測的主要項(xiàng)目有:發(fā)電機(jī)、變壓器、斷路器、互感器、電容器、電力電纜、Μ0Α以及GIS等。
[0006]國內(nèi)外出現(xiàn)了很多種類的在線監(jiān)測裝置，如澳大利亞公用電力公司--Energex
研發(fā)并由廈門紅相電力設(shè)備公司協(xié)作的DRMCC變壓器在線監(jiān)測控制系統(tǒng)可通過可持續(xù)的在線變壓器的工作狀況，經(jīng)過變壓器的專家診斷系統(tǒng)綜合分析各類數(shù)據(jù)，得出的結(jié)果能比較全面地反映變壓器的現(xiàn)行工作狀態(tài)和科學(xué)地預(yù)測它的使用極限；寧波理工監(jiān)測設(shè)備有限公司研制的WDJC系列斷路器在線監(jiān)測裝置，可監(jiān)測6KV?500KV高壓斷路器的機(jī)械動(dòng)作特性和開斷電流，通過分析判斷斷路器的電氣和機(jī)械特性是否正常;武漢高壓所研制的HSJ-1型變電站一次設(shè)備絕緣在線監(jiān)測系統(tǒng)可對主變壓器、電抗器局部放電監(jiān)測及定位，對容性電氣設(shè)備(包括CT、CVT、0Y、主變、電抗器套管)的介質(zhì)損耗、電流、電容量的監(jiān)測，對主變鐵芯接地電流、避雷器泄漏電流及其有功分量、電壓互感器一次電流及一次和二次間泄漏電流、母線電壓及諧波的監(jiān)測。
[0007]這些裝置的出現(xiàn)對于在我國電力系統(tǒng)推廣電氣設(shè)備在線監(jiān)測起到了積極的作用。但是，據(jù)中國電力科學(xué)研究院1998年對國內(nèi)部分省、市電力部門安裝的57套集中型在線監(jiān)測系統(tǒng)的調(diào)查結(jié)果，屬于正?；虮容^正常的監(jiān)測系統(tǒng)僅占30%，而確定不能正常運(yùn)行或處于閑置狀態(tài)的約占35%。由于有些開發(fā)單位開發(fā)技術(shù)上的缺陷以及產(chǎn)品的功能完善工作不力，這些結(jié)構(gòu)形式的在線監(jiān)測裝置都存在著不同程度的缺陷，給在線監(jiān)測工作造成了被動(dòng)局面。并且，目前越來越多的電力設(shè)備被納入在線監(jiān)測的范疇，而開發(fā)的產(chǎn)品大多是針對設(shè)備某一或者幾個(gè)方面性能的監(jiān)測，通用和兼容性都很差，監(jiān)測量的局限性使得監(jiān)測裝置不能完整而準(zhǔn)確得反映設(shè)備的狀態(tài)，并且每套裝置都有獨(dú)立的平臺，操作復(fù)雜，通信能力差，造成變電站監(jiān)測裝置過多，使得維護(hù)管理復(fù)雜，不符合現(xiàn)在大力推廣的變電站自動(dòng)化的趨勢。
[0008]電力變壓器是電網(wǎng)中最重要的設(shè)備之一，它的可靠性級直接關(guān)系到電網(wǎng)能否正常、高效、經(jīng)濟(jì)的運(yùn)行。據(jù)2001年底統(tǒng)計(jì)的數(shù)據(jù)，全國220k V、330k V、500k V電壓等級的電力變壓器容量分別為33043萬k VA、1548萬k VA、11822萬k VA，配電變壓器總?cè)萘繛?452331^六。2201^ V及以上的發(fā)電廠、變電站全停運(yùn)和局部電網(wǎng)解列事故發(fā)生的次數(shù)較多，其中變壓器故障造成的電網(wǎng)故障所占比例較大。減少變壓器故障，意味著提高電網(wǎng)的經(jīng)濟(jì)效益。因此，變壓器在線監(jiān)測研究成為電力設(shè)備在線監(jiān)測體系中的重要組成部分。
[0009]但是，現(xiàn)有的針對變壓器檢測的產(chǎn)品都是面對變壓器的某幾個(gè)性能的在線監(jiān)測，未能全面反映變壓器的狀態(tài)。因此，本領(lǐng)域急需解決的問題是開發(fā)能監(jiān)測多種電力設(shè)備，并能完整準(zhǔn)確反映設(shè)備狀態(tài)信息的綜合在線監(jiān)測分析系統(tǒng)。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0010]本發(fā)明要解決的技術(shù)問題是提供一種變壓器檢測系統(tǒng)，該在線監(jiān)測系統(tǒng)由軟件和硬件共同構(gòu)成，對于同一硬件裝置可以通過改變軟件來實(shí)現(xiàn)各種不同的功能，從而使裝置適于不同領(lǐng)域的應(yīng)用；在線監(jiān)測系統(tǒng)采用集中式結(jié)構(gòu)，系統(tǒng)各個(gè)模塊集成度高，擴(kuò)容方便?？筛鶕?jù)監(jiān)測的變壓器的臺數(shù)，進(jìn)行系統(tǒng)擴(kuò)容;該系統(tǒng)基于變電站電力設(shè)備在線狀態(tài)監(jiān)測系統(tǒng)而設(shè)計(jì)，設(shè)計(jì)考慮到要納入斷路器的在線監(jiān)測項(xiàng)目和絕緣監(jiān)測項(xiàng)目的要求并和故障錄波裝置兼容;采用了控制方便的高速FIFO，并擴(kuò)展了多組通信，保證了系統(tǒng)和變電站自動(dòng)化系統(tǒng)的接口以及和其它網(wǎng)絡(luò)的兼容。
[0011]為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明所采取的技術(shù)方案是:一種變壓器檢測系統(tǒng)，包括數(shù)據(jù)采集模塊1、數(shù)據(jù)采集模塊2、數(shù)據(jù)采集模塊3、開關(guān)量輸出模塊、電源模塊和管理模塊，所述數(shù)據(jù)采集模塊1與管理模塊之間借助于高速數(shù)據(jù)傳輸總線進(jìn)行數(shù)據(jù)交換，還包括通訊總線，所述管理模塊包括上層機(jī)、人機(jī)接口、通訊接口、可編程邏輯器件、微處理器、程序存儲器、數(shù)據(jù)存儲器和其他外圍設(shè)備，所述微處理器與可編程邏輯器件通信，程序存儲器和數(shù)據(jù)存儲器與微處理器通信，所述其他外圍設(shè)備與可編程邏輯器件通信，所述可編程邏輯器件與高速數(shù)據(jù)傳輸總線通信，所述通訊接口與可編程邏輯器件通信，通訊接口連接通訊總線，所述人機(jī)接口和上層機(jī)連接通訊接口，所述數(shù)據(jù)采集模塊1包括主控板、直流模擬量采集模塊、交流模擬量采集模塊和開關(guān)量輸入模塊，所述主控板包括相互通信的通訊接口和數(shù)據(jù)采集處理模塊，所述直流模擬量采集模塊、交流模擬量采集模塊和開關(guān)量輸入模塊與數(shù)據(jù)采集采集處理模塊通信，所述主控板的通訊接口與通訊總線連接，所述數(shù)據(jù)采集處理模塊與高速數(shù)據(jù)傳輸總線連接。
[0012]所述數(shù)據(jù)采集模塊2和數(shù)據(jù)采集模塊3均與通訊總線和高速數(shù)據(jù)傳輸總線通信，所述開關(guān)量輸出模塊與高速數(shù)據(jù)傳輸總線通信，所述電源模塊為數(shù)據(jù)采集模塊1、數(shù)據(jù)采集模塊2和數(shù)據(jù)采集模塊3以及開關(guān)量輸出模塊供電。
[0013]所述主控板包括大規(guī)?？删幊踢壿嬈骷?、DSP芯片、看門狗電路、4片A/D轉(zhuǎn)換芯片、8路開關(guān)量光隔輸入模塊、64路開關(guān)量輸入模塊和16路開關(guān)量輸出模塊，4片A/D轉(zhuǎn)換芯片、8路開關(guān)量光隔輸入模塊、64路開關(guān)量輸入模塊和16路開關(guān)量輸出模塊與大規(guī)?？删幊踢壿嬈骷ㄐ牛骺匕暹€包括數(shù)據(jù)總線、地址總線、非易失性存儲器、全局?jǐn)?shù)據(jù)存儲器、局部數(shù)據(jù)存儲器、程序存儲器、串行EEPR0M、時(shí)鐘芯片、A/D采樣同步及故障啟動(dòng)同步模塊，所述非易失性存儲器、全局?jǐn)?shù)據(jù)存儲器、局部數(shù)據(jù)存儲器、程序存儲器和時(shí)鐘芯片分別與大規(guī)?？删幊踢壿嬈骷ㄐ?，同時(shí)非易失性存儲器、全局?jǐn)?shù)據(jù)存儲器、局部數(shù)據(jù)存儲器、程序存儲器和時(shí)鐘芯片均與數(shù)據(jù)總線和地址總線通信，所述DSP芯片的D0-D15端連接數(shù)據(jù)總線，DSP芯片的A0-A15端連接地址總線，DSP芯片的RST端通過看門狗電路連接大規(guī)?？删幊踢壿嬈骷?，DSP芯片的1/0 口通過串行EEPROM連接大規(guī)?？删幊踢壿嬈骷?，所述大規(guī)?？删幊踢壿嬈骷ㄟ^A/D采樣同步及故障啟動(dòng)同步模塊連接管理模塊。
[0014]本發(fā)明的有益效果如下:本發(fā)明的上層機(jī)選用PC機(jī)，它通過通信接口與下層的管理板即時(shí)交換數(shù)據(jù)。通過對監(jiān)測到的數(shù)據(jù)綜合應(yīng)用各種診斷方法，完成對變壓器的狀態(tài)診斷。同時(shí)可進(jìn)行數(shù)據(jù)輸出，包括顯示，打印等功能。管理板管理人機(jī)對話、數(shù)據(jù)采集模塊間的采集同步、數(shù)據(jù)通信上傳、數(shù)據(jù)海量存儲，并發(fā)出開關(guān)量開出命令。它是整個(gè)裝置的核心部分，協(xié)調(diào)各個(gè)模塊間的工作。它把主控板通過FIFO送過來的數(shù)據(jù)以通信方式傳送至人機(jī)對話模塊(顯示板)，完成波形顯示，人機(jī)對話功能，并能即時(shí)把數(shù)據(jù)傳送至上層機(jī)。數(shù)據(jù)采集模塊完成交流模擬量和小電流信號以及開關(guān)量輸入的數(shù)據(jù)采集，并具備故障啟動(dòng)判斷功能，故障時(shí)能即時(shí)通知其它采集模塊和管理板完成故障時(shí)狀態(tài)監(jiān)測任務(wù)。通過人機(jī)接口部分可以實(shí)現(xiàn)定值輸入，修改操作，并能反映設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)。
[0015]該在線監(jiān)測系統(tǒng)由軟件和硬件共同構(gòu)成，對于同一硬件裝置可以通過改變軟件來實(shí)現(xiàn)各種不同的功能，從而使裝置適于不同領(lǐng)域的應(yīng)用;在線監(jiān)測系統(tǒng)采用集中式結(jié)構(gòu)，系統(tǒng)各個(gè)模塊集成度高，擴(kuò)容方便。可根據(jù)監(jiān)測的變壓器的臺數(shù)，進(jìn)行系統(tǒng)擴(kuò)容;該系統(tǒng)基于變電站電力設(shè)備在線狀態(tài)監(jiān)測系統(tǒng)而設(shè)計(jì)，設(shè)計(jì)考慮到要納入斷路器的在線監(jiān)測項(xiàng)目和絕緣監(jiān)測項(xiàng)目的要求并和故障錄波裝置兼容;采用了控制方便的高速FIFO，并擴(kuò)展了多組通信，保證了系統(tǒng)和變電站自動(dòng)化系統(tǒng)的接口以及和其它網(wǎng)絡(luò)的兼容。
【附圖說明】
[0016]圖1是本發(fā)明的系統(tǒng)原理圖；
圖2是主控板原理圖；
圖3是管理板原理圖。
【具體實(shí)施方式】
[0017]下面結(jié)合附圖和【具體實(shí)施方式】對本發(fā)明作進(jìn)一步