器都屬于全封閉電氣，其中變壓器是電網的主要設備，而GIS組合電氣設備高度集中，它們在電網中都處于非常重要的地位。GIS組合電氣和變壓器的結構緊湊、工作環境復雜、運行變量多，經常會發生一些不安全的隱患。依據變壓器運行規程和GIS電氣運行檢修規定要求，必須對GIS組合電氣和變壓器開展全方位的運行監控工作。

　　本方案提出了一個基于自動化控制和單片機技術的GIS組合電氣及變壓器外殼監聽、測溫監控系統，通過對該系統的實施，實現了對GIS組合電氣和變壓器的聲音、溫度參量的自動化監控，從而能有效發現GIS組合電氣及變壓器在新投廣、大修后、超負荷運行、事故跳閘等狀態下，由于絕緣下降、導體對絕緣件間隙放電而可能出現的電氣部件松動、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。實現了對GIS組合電氣和變壓器的部分運行參數安全預控工作。該裝置的應用范圍廣泛，單機系統可作為運行維護人員設備巡查專用工具，網絡化系統可為電力部門、發電廠、運轉設備提供在線監測功能。

　　1工作原理和系統結構GIS組合電氣及變壓器監控系統的系統結構如所示，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接口及遠程監控主機幾部分組成。

　　要實現對GIS組合電氣和變壓器的監控，需要完成兩部分工作：對標準信息的收集和對系統狀態的監控。

　　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，然后通過放大調理電路對模擬信號進行放大和濾波，并經AD采樣芯片的兩路接口將模擬信號轉換為數字信號，系統管理員在對信號進行分析后將標準信號存入標準數據庫。

　　系統狀態監控的過程為：以類似收集標準信息的過程得到聲音和溫度物理參數的數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據庫中的數據進行比較，當得到的信息超過安全標準，通過聲音（蜂鳴器、喇叭等）、信號燈等報警裝置報警，通過RS485端口將事件發送到遠程控主機，并將事件的類型、參量及發生的時間保存到EEPROM存儲器中，該存儲器比較多可以保存800多個報警數據，當存儲器存滿后，自動覆蓋比較早的報警歷史數據。為此，遠程監控主機需要定時地查詢歷史數據并將數據復制到中心主機中。

　　上述兩個過程在同一系統中實現，管理員可以通過遠程監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、設置系統參數及查詢存儲在EEPROM中的歷史報警數據等工作。

　　此外，為實現系統的無人化監控、遠程集中管理和維護，該系統提供了RS485接口以實現監控系統與遠程主機的通訊。并且，遠程主機動態地對各監控裝置的報警數據進行收集、分析和匯總，從而使管理員對整個監控網絡的運行狀態了如指掌。

　　2系統的實現聲音傳感器：聲音傳感器用來將封閉電氣設備內發出的各種聲音的強度或聲壓級，轉換為電壓信號。

　　溫度傳感器：負責傳感封閉電氣外殼溫度，將其轉換為電壓信號。

　　信號調理放大電路：信號調理放大用來對信號進行濾波、放大。

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

　　8位單片機：8位單片機用來實現數據采集、標準數據保存、數據比較、判斷、報警、報警數據存儲、人機對話界面、參數設置、RS485通訊等功能。單片機的主程序處理流程如所示。

　　數據存儲器：本系統需要兩個數據存儲器，一個用來保存系統標準信息，如對正常狀態的聲音、溫度對比參數，另一個用來保存系統的設置參數、系統報警數據等。

　　報警裝置：報警裝置用來在系統聲音和溫度參數超過安全指標時產生聲光報警，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狀態、設置運行參數。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，可方便地顯示漢字。

　　人機對話界面的顯示菜單如所示。

　　通訊，從而實現系統的無人化監控、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遠程監控及監控網絡在實現監控系統單點監控的基礎上，為實現系統的無人化監控、集中管理維護、科學分析等目的，每個系統都提供了對RS485接口的支持，通過該接口，各點監控系統可與監控主機進行交互，其中一個RS485總線可連接多達128個監控系統，并且可根據需要進行擴展。遠程監控及監控網絡撲圖如所示。

　　485轉換器和軟件組成，其中軟件由VisualC++實現，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：提供對各點監控系統進行參數設置的多個視圖。

　　讀取各監控點報警歷史數據并進行統計。

　　接收各監控點所發送的報警事件，并對事件進行定位。

　　對所有的歷史數據進行統計。

　　4實際應用情況綜上所述，本項目在技術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控的完善、可擴展的體系結構，從而在保證系統的穩定性的同時，使系統具有較好的擴展性。

　　通過多次在變電所內試驗證明，該裝置可準確地獲得溫度和聲音各種運行變量。

　　采用數據庫技術對溫度和聲音參數進行集中的管理，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，集中體現在所提供的友好的人機界面上。

　　可將該系統和電力生產MIS和門戶網站緊密結合，從而使該項安全預控工作納入到電力生產的日常工作中來。

　　該項目是我局2003年度的科技項目，系統的開發研究工作于2003年底完成，在我局的110kV天寧變電所內完成了安裝、驗收、試運行工作。我們所開發的采樣監測裝置，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電氣設備發生異常時的專用監測工器具。

　　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、發電廠、運轉設備專用監視裝置，綜合自動化變電所主變、GIS電氣間隔以及各種運轉設備異常情況專用在線監測裝置，具有一定的推廣價值和可觀的經濟效益。

　　師，本科，從事變電運行工作