配電變壓器在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)

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1、配電變壓器在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)配電變壓器在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)　　配電變壓器在電力系統(tǒng)中具有設(shè)備數(shù)量多、需監(jiān)控范圍廣、監(jiān)控?cái)?shù)據(jù)量大、配置分散的特點(diǎn)，需要采集和傳輸?shù)臄?shù)據(jù)量很大，基于GPRS/GSM等2G網(wǎng)絡(luò)的監(jiān)測(cè)系統(tǒng)因數(shù)據(jù)傳輸速率較低已無法滿足對(duì)配變進(jìn)行高質(zhì)量實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)的要求?！　”疚尼槍?duì)電力系統(tǒng)對(duì)配電變壓器的監(jiān)測(cè)要求，設(shè)計(jì)了基于中國(guó)移動(dòng)的TD?SCDMA(3G)通信網(wǎng)絡(luò)的配變遠(yuǎn)程在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，借助3G網(wǎng)絡(luò)的高速率、高抗干擾性、高頻譜利用率、高靈活性和低成本等優(yōu)點(diǎn)[1-3]，可全面實(shí)現(xiàn)對(duì)配電變壓器的運(yùn)行參數(shù)的實(shí)時(shí)采集和高速傳輸。同時(shí)，為滿足對(duì)大量的配變運(yùn)行

2、數(shù)據(jù)進(jìn)行分析、處理和信息管理的要求，在上位機(jī)中利用美國(guó)國(guó)家儀器(NI)公司的LabVIEW軟件開發(fā)了配變運(yùn)行參數(shù)的數(shù)據(jù)采集、波形顯示和數(shù)據(jù)管理系統(tǒng)?！　∠到y(tǒng)由配變監(jiān)測(cè)終端和監(jiān)測(cè)主站(上位機(jī))兩大部分組成，總體結(jié)構(gòu)如圖1所示。監(jiān)測(cè)終端安裝在配電變壓器現(xiàn)場(chǎng)，實(shí)現(xiàn)對(duì)配電變壓器的三相電參量、變壓器油溫等信號(hào)的采集、上傳和就地監(jiān)測(cè)功能，配置于不同地理位置的多個(gè)監(jiān)測(cè)終端通過3G通信網(wǎng)絡(luò)將監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)上傳至監(jiān)測(cè)主站;監(jiān)測(cè)主站利用LabVIEW軟件完成人機(jī)操作、信號(hào)分析、數(shù)據(jù)顯示、系統(tǒng)管理和給各監(jiān)測(cè)終端發(fā)送命令的功能，并兼有數(shù)據(jù)管理、網(wǎng)絡(luò)化監(jiān)控、資源共享等

3、功能?！　【C合考慮系統(tǒng)對(duì)配電變壓器在線監(jiān)測(cè)的精度、速率、穩(wěn)定性、可靠性、成本等指標(biāo)要求，以ATmega128單片機(jī)為核心，結(jié)合三相電參量測(cè)量模塊、3G模塊和溫度變送器，設(shè)計(jì)綜合性能優(yōu)良的配電遠(yuǎn)程監(jiān)測(cè)終端，負(fù)責(zé)對(duì)配電變壓器的三相電參量運(yùn)行數(shù)據(jù)以及油溫?cái)?shù)據(jù)進(jìn)行采集，并通過3G網(wǎng)絡(luò)與監(jiān)測(cè)主站進(jìn)行雙向數(shù)據(jù)通信?！　∪嚯妳⒘繙y(cè)量　　電參量測(cè)量選用山東力創(chuàng)科技有限公司的EDA9033D智能型三相電參數(shù)綜合采集模塊，配變二次側(cè)的三相電信號(hào)經(jīng)PT、CT進(jìn)行信號(hào)調(diào)理后接入EDA9033D模塊，該模塊以ARM7嵌入式處理器為核心，可實(shí)現(xiàn)對(duì)三相電壓、三相電

4、流、有功/無功功率、功率因數(shù)、基波有功/無功、諧波有功、基波無功、頻率、正反向有功電量、正反向無功電量等電參數(shù)的高精度計(jì)量和存儲(chǔ)，電量測(cè)量精度達(dá)級(jí)，數(shù)據(jù)更新周期最小可達(dá)40ms，并具有超限報(bào)警和脈沖輸出功能?！　DA9033D模塊的工作由ATmega128單片機(jī)進(jìn)行控制，考慮抗電磁干擾和傳輸距離等方面的要求，二者通過RS-485總線進(jìn)行通信(圖1中ATmega128的串口0經(jīng)RS-232TORS-485轉(zhuǎn)換電路后與EDA9033D的二線制RS-485接口相連)。ATmega128單片機(jī)一方面將監(jiān)測(cè)主站通過3G網(wǎng)絡(luò)發(fā)送來的控制命令轉(zhuǎn)換成

5、MODBUS-RTU通訊規(guī)約語(yǔ)句后，發(fā)送給EDA9033D模塊以設(shè)置其測(cè)量數(shù)據(jù)類型、量程、采樣周期、報(bào)警上下限、通信速率等工作參數(shù)，另一方面將EDA9033D測(cè)量到的配變運(yùn)行參數(shù)通過3G模塊上傳至監(jiān)測(cè)主站，同時(shí)，ATmega128配置有LCD觸摸屏，供工作人員在現(xiàn)場(chǎng)與監(jiān)測(cè)終端進(jìn)行數(shù)據(jù)讀取、參數(shù)設(shè)置等人機(jī)交互操作?！　∽儔浩饔蜏販y(cè)量　　本系統(tǒng)將Pt100熱電阻插入配變的測(cè)溫孔，通過溫度變送器將油溫轉(zhuǎn)換為1～5VDC標(biāo)準(zhǔn)電壓信號(hào)后，由ATmega128單片機(jī)使用自帶的10位ADC進(jìn)行采樣，在對(duì)采樣數(shù)據(jù)進(jìn)行濾波和非線性校正后計(jì)算出配變油溫，并

6、根據(jù)監(jiān)測(cè)主站的控制命令將油溫?cái)?shù)據(jù)上傳至監(jiān)測(cè)主站，以反映運(yùn)行負(fù)荷和環(huán)境溫度等參數(shù)?！　?G通信系統(tǒng)的選擇　　本系統(tǒng)采用中國(guó)移動(dòng)TD-SCDMA(3G)標(biāo)準(zhǔn)的CM8250P模塊(廈門才茂通信科技有限公司產(chǎn)品)作為連接監(jiān)測(cè)終端和監(jiān)測(cè)主站的通信節(jié)點(diǎn)?！　≡谠O(shè)計(jì)中采用了配變監(jiān)測(cè)終端與監(jiān)測(cè)中心(上位機(jī))間通過TD-SCDMA(3G)網(wǎng)絡(luò)與Internet網(wǎng)結(jié)合的組網(wǎng)方案。配變監(jiān)測(cè)終端中的ATmega128主控制器通過RS-232串口(圖1中的串口1)與CM8250P(3G)模塊連接，利用CM8250P登陸3G網(wǎng)絡(luò)，再與連接在Internet的網(wǎng)上監(jiān)

7、測(cè)主站建立連接，然后將采集到的配變?nèi)嚯妳⒘亢陀蜏財(cái)?shù)據(jù)經(jīng)3G網(wǎng)絡(luò)上傳至監(jiān)測(cè)中心。為提高通信的可靠性和穩(wěn)定性，監(jiān)測(cè)中心配置為公網(wǎng)固定IP，同時(shí)，為簡(jiǎn)化軟件設(shè)計(jì)，監(jiān)測(cè)主站使用TCP2COM軟件將CM8250P模塊上傳的TCP數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為虛擬串口COM數(shù)據(jù)，在LabVIEW虛擬儀器軟件應(yīng)用VISA串口讀寫工具進(jìn)行串口讀寫。監(jiān)測(cè)主站下發(fā)的控制命令也是利用TD-SCDMA網(wǎng)絡(luò)經(jīng)CM8250P模塊發(fā)送給監(jiān)測(cè)終端?！　abVIEW是美國(guó)NI公司推出的一款基于PC平臺(tái)的圖形化編程開發(fā)環(huán)境，擁有豐富的函數(shù)庫(kù)和工具包，支持常用的網(wǎng)絡(luò)協(xié)議，具備強(qiáng)大的數(shù)據(jù)采集

8、、信號(hào)處理、可視化分析和網(wǎng)絡(luò)化測(cè)控功能。利用LabVIEW開發(fā)虛擬儀器，具有開發(fā)時(shí)間短、成本低、功能靈活、可移植性強(qiáng)等優(yōu)點(diǎn)，已在電力系統(tǒng)測(cè)控領(lǐng)域得到廣泛應(yīng)用[4-6]。本系統(tǒng)基于LabVIEW開發(fā)配電變壓器