專(zhuān)利名稱(chēng)：變壓器在線(xiàn)監(jiān)測(cè)方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及電力變壓器的監(jiān)測(cè)技術(shù)，更具體地說(shuō)，涉及一種變壓器在線(xiàn)監(jiān)測(cè)方法，該方法可用于對(duì)變壓器在線(xiàn)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)進(jìn)行處理及管理，主要應(yīng)用但不局限于對(duì)變壓器油樣中的氣體濃度及演變趨勢(shì)的監(jiān)測(cè)。
背景技術(shù)：
作為供變電線(xiàn)路中重要的核心設(shè)備，電力變壓器的正常運(yùn)行直接關(guān)系到國(guó)民生產(chǎn)和生活的方方面面。對(duì)變壓器的故障檢測(cè)、維修及保養(yǎng)，是保障供電網(wǎng)絡(luò)正常運(yùn)行必不可少的工作。
針對(duì)造成變壓器無(wú)法正常運(yùn)行的故障——受潮、過(guò)熱、老化引發(fā)的整體故障；弧光放電、局部放電引發(fā)的局部故障等。電力行業(yè)已有較為成熟的檢測(cè)維修方法和工作程序。例如，在中國(guó)標(biāo)準(zhǔn)“DL/T596-1996電力設(shè)備預(yù)防性試驗(yàn)規(guī)程”規(guī)定的試驗(yàn)項(xiàng)目及試驗(yàn)程序中，主要包括氣體的色譜分析、直流電阻檢測(cè)、絕緣電阻及吸收比、極化指數(shù)檢測(cè)、絕緣介質(zhì)損失角正切檢測(cè)、油質(zhì)檢測(cè)、局部放電檢測(cè)及絕緣耐壓試驗(yàn)等。這些故障檢測(cè)方法均是以時(shí)間為基準(zhǔn)定期進(jìn)行的定點(diǎn)檢測(cè)，一般以3個(gè)月至1年為檢測(cè)周期。這種方式對(duì)演變速度快的故障無(wú)能為力，無(wú)法完全做到防微杜漸、防患于未然。
為了提高效率及效益，一種新的基于狀態(tài)維護(hù)的方式——在線(xiàn)監(jiān)測(cè)，越來(lái)越受到重視。這種實(shí)時(shí)在線(xiàn)監(jiān)測(cè)與傳統(tǒng)故障檢測(cè)的著眼點(diǎn)和采用方法，以及所發(fā)揮的作用有較大區(qū)別。在線(xiàn)監(jiān)測(cè)可以在不影響被監(jiān)測(cè)變壓器正常運(yùn)作前提條件下，通過(guò)對(duì)反映變壓器運(yùn)行狀況狀態(tài)量的連續(xù)采樣分析出變壓器的運(yùn)行狀況。此外，在線(xiàn)監(jiān)測(cè)還可在大量已有監(jiān)測(cè)歷史數(shù)據(jù)基礎(chǔ)上，通過(guò)對(duì)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)變化的分析，推斷出變壓器內(nèi)部可能已經(jīng)或正在發(fā)生故障的變化或演變趨勢(shì)，為用戶(hù)及時(shí)提供第一手資料。因此，在某種意義上來(lái)說(shuō)，在線(xiàn)監(jiān)測(cè)與現(xiàn)有的實(shí)驗(yàn)室定點(diǎn)檢測(cè)兩者互相補(bǔ)充，前者為后者提供及時(shí)的情報(bào)，后者是對(duì)前者的檢測(cè)結(jié)果進(jìn)行確認(rèn)和補(bǔ)充。在線(xiàn)監(jiān)測(cè)技術(shù)的充分利用，一方面可以及時(shí)地發(fā)現(xiàn)和識(shí)別變壓器的故障。另一方面，監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)的利用程度高、應(yīng)用面廣，可減少對(duì)變壓器進(jìn)行的定點(diǎn)檢測(cè)和維修次數(shù)，降低運(yùn)行成本，延長(zhǎng)變壓器使用壽命，減少因停電檢修對(duì)輸變電運(yùn)營(yíng)的影響，增加運(yùn)營(yíng)收入。
作為一種先進(jìn)的狀態(tài)檢測(cè)方式，在線(xiàn)監(jiān)測(cè)應(yīng)用于變壓器早期故障檢測(cè)和診斷已經(jīng)越來(lái)越受到重視并逐漸被人們所接受，與此同時(shí)對(duì)所采用的技術(shù)和手段的要求也越來(lái)越高。
在美國(guó)專(zhuān)利US Patent 4,654,806中，Thomas D.Poyser等公開(kāi)了一種基于微處理器技術(shù)的變壓器在線(xiàn)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，可以說(shuō)是較早采用狀態(tài)檢測(cè)變壓器故障的技術(shù)。該系統(tǒng)根據(jù)設(shè)定的間隔時(shí)間不斷檢測(cè)與變壓器負(fù)載和運(yùn)行狀況有關(guān)參數(shù)的實(shí)時(shí)值，并與反映變壓器狀態(tài)的參數(shù)設(shè)定值進(jìn)行比較分析。根據(jù)比較分析結(jié)果，提高或降低數(shù)據(jù)采集頻率，建議對(duì)設(shè)備何時(shí)進(jìn)行定點(diǎn)檢修，或降低工作負(fù)載甚至停止運(yùn)行。該方法采集數(shù)據(jù)包括油溫、熱點(diǎn)溫度、氫氣濃度，油位，壓力等。該技術(shù)雖然運(yùn)用了微計(jì)算機(jī)實(shí)現(xiàn)了在線(xiàn)監(jiān)測(cè)，但在數(shù)據(jù)的后臺(tái)分析與利用上不是十分深入。主要表現(xiàn)在，一是未對(duì)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)進(jìn)行合理分類(lèi)，如按采樣時(shí)間間隔進(jìn)行篩選保存和分析。二是歷史數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)只局限于最大和最小值，歷史數(shù)據(jù)的展示、瀏覽和操作功能幾乎不存在。三是沒(méi)有提供對(duì)用戶(hù)來(lái)說(shuō)很重要的狀態(tài)變化趨勢(shì)。因此該系統(tǒng)僅僅起到一個(gè)簡(jiǎn)單的報(bào)警器的作用。無(wú)法給用戶(hù)提供變壓器運(yùn)行過(guò)程中的全面的信息。
在美國(guó)專(zhuān)利US Patent 5,773,709，Jean-Pierre Gibeault等公開(kāi)了一種系統(tǒng)內(nèi)部帶有液體熱對(duì)流的在線(xiàn)監(jiān)測(cè)方法和儀器。該專(zhuān)利技術(shù)一方面充分利用了流體的熱效應(yīng)，在其內(nèi)部設(shè)計(jì)了一套促使被測(cè)流體不斷流動(dòng)的周期性加熱裝置，以便使到達(dá)氣體傳感器的被測(cè)油樣與變壓器內(nèi)部本體油樣在成份上基本一致，減少響應(yīng)時(shí)間；另一方面公開(kāi)了利用該技術(shù)而設(shè)計(jì)的一套變壓器在線(xiàn)監(jiān)測(cè)儀器。但其在狀態(tài)數(shù)據(jù)的生成，展示和分析利用方面，基本上未有提及。
在美國(guó)專(zhuān)利US Patent 6,289,716 B1中，Stanley R.Lindgren公開(kāi)了一種監(jiān)測(cè)變壓器油箱頂部空間中逸出的故障氣體和指示變壓器運(yùn)行狀態(tài)的方法。該方法提出了一種在線(xiàn)監(jiān)測(cè)油箱頂部空間中逸出的各種氣體濃度和評(píng)估變壓器運(yùn)行狀況的方法。但在數(shù)據(jù)接收、顯示和處理方面僅僅停留在顯示變壓器當(dāng)前所處的狀態(tài)及其所采用本技術(shù)所獲得的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)，無(wú)法調(diào)閱歷史數(shù)據(jù)更無(wú)法在同一界面直接看到前一階段的變化趨勢(shì)并進(jìn)行比較。

發(fā)明內(nèi)容
針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)的上述缺陷，本發(fā)明要提供變壓器在線(xiàn)監(jiān)測(cè)方法，以便讓操作員可快速、全面地調(diào)閱和瀏覽監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)及其變化趨勢(shì)，完成日常性的工作；同時(shí)又可與其他系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)同平臺(tái)集中管理與監(jiān)控。
本發(fā)明解決其技術(shù)問(wèn)題所采用的技術(shù)方案是提供一種變壓器在線(xiàn)監(jiān)測(cè)方法，其中包括以下步驟(1)采集變壓器的被監(jiān)測(cè)信號(hào)并生成監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)；(2)將所述監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)傳送到在線(xiàn)監(jiān)測(cè)終端，使在線(xiàn)用戶(hù)可通過(guò)所述在線(xiàn)監(jiān)測(cè)終端對(duì)所述監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)進(jìn)行瀏覽及分析；(3)所述監(jiān)測(cè)終端再將監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)傳送到遠(yuǎn)方數(shù)據(jù)庫(kù)服務(wù)器進(jìn)行保存，使專(zhuān)家或遠(yuǎn)程用戶(hù)可通過(guò)與所述數(shù)據(jù)庫(kù)服務(wù)器連接的Web服務(wù)器對(duì)所述監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)進(jìn)行瀏覽和分析；其中，在所述步驟(1)和(2)中，采用RS232串口通訊協(xié)議和Modbus數(shù)據(jù)傳輸交換控制協(xié)議來(lái)完成數(shù)據(jù)的傳送；在所述步驟(3)中，采用互聯(lián)網(wǎng)傳輸控制協(xié)議來(lái)完成的數(shù)據(jù)傳送。
在本發(fā)明中，所述監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)(或監(jiān)測(cè)狀態(tài)數(shù)據(jù))包括實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)和歷史數(shù)據(jù)，實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)是指連續(xù)地實(shí)時(shí)地由信號(hào)變送器生成并從信號(hào)變送器接受到的監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)，歷史數(shù)據(jù)是指從信號(hào)變送器內(nèi)存下載的或存儲(chǔ)于用戶(hù)監(jiān)測(cè)終端的數(shù)據(jù)庫(kù)內(nèi)的過(guò)去的監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)。
在本發(fā)明所述方法的步驟(1)中，由信號(hào)變送器來(lái)采集變壓器的被監(jiān)測(cè)信號(hào)并生成監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)；在所述步驟(2)中，通過(guò)通訊控制器，在線(xiàn)監(jiān)測(cè)終端實(shí)時(shí)接收和下載所述監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)；所述信號(hào)變送器、通訊控制器和在線(xiàn)監(jiān)測(cè)終端相互之間基于RS-232串口通訊協(xié)議和所述ModBus數(shù)據(jù)傳輸交換控制協(xié)議，通過(guò)RS-485網(wǎng)絡(luò)、Modem撥號(hào)連接、或者串口直連的方式，完成數(shù)據(jù)傳輸和控制，構(gòu)成一個(gè)基礎(chǔ)的在線(xiàn)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)。
在本發(fā)明所述方法的步驟(2)中，所述監(jiān)測(cè)終端既可同時(shí)連接多臺(tái)相同類(lèi)型的信號(hào)變送器，也可同時(shí)連接其他監(jiān)測(cè)設(shè)備，并可直接對(duì)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)進(jìn)行瀏覽和分析。在所述步驟(2)中，將監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)保存到監(jiān)測(cè)終端的本地?cái)?shù)據(jù)庫(kù)中，以實(shí)現(xiàn)第一級(jí)監(jiān)測(cè)，即現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)測(cè)；所述步驟(3)則實(shí)現(xiàn)第二級(jí)監(jiān)測(cè)，即專(zhuān)家監(jiān)測(cè)。
在本發(fā)明所述方法的步驟(2)和(3)中，當(dāng)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)達(dá)到或超過(guò)報(bào)警級(jí)別設(shè)定值、并超過(guò)設(shè)定的延遲過(guò)濾時(shí)間時(shí)，將按預(yù)定方式自動(dòng)報(bào)警，提示管理者進(jìn)行相應(yīng)的處理；所述報(bào)警級(jí)別設(shè)定值包括較低的第一級(jí)報(bào)警設(shè)定值和較高的第二級(jí)報(bào)警設(shè)定值；當(dāng)所述監(jiān)測(cè)系統(tǒng)或及其通訊線(xiàn)路發(fā)生故障時(shí)，還進(jìn)行相應(yīng)的系統(tǒng)報(bào)警或通訊故障報(bào)警。其中，所述監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)可以是變壓器故障氣體參數(shù)、油中的含水量、油溫度、或負(fù)載電流等。
根據(jù)本發(fā)明所述的方法，在所述監(jiān)測(cè)終端中，通過(guò)框架式界面來(lái)完成數(shù)據(jù)的顯示和操作，所述框架式界面包括控制菜單欄、快捷工具欄、系統(tǒng)狀態(tài)欄、顯示方式控制欄和數(shù)據(jù)類(lèi)型標(biāo)識(shí)欄；還包括實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)顯示區(qū)、數(shù)據(jù)展示區(qū)、鼠標(biāo)點(diǎn)數(shù)據(jù)顯示區(qū)和設(shè)備選擇區(qū)。根據(jù)本發(fā)明所述的方法，在所述實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)顯示區(qū)和數(shù)據(jù)展示區(qū)中，可采用類(lèi)似于示波器圖形的方式來(lái)顯示監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)，所述圖形隨時(shí)間的變化而自動(dòng)調(diào)整其畫(huà)面；也可采用類(lèi)似于微軟Excel列表方式來(lái)顯示監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)，使用戶(hù)可在此界面上對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行二次處理和分析。所述實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)和歷史數(shù)據(jù)可以隨時(shí)互相切換，且不影響實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)的讀取。
根據(jù)本發(fā)明所述的方法，在所述設(shè)備選擇區(qū)中，采用類(lèi)似于Windows資源管理器方式的樹(shù)型視圖來(lái)完成多種項(xiàng)目、多臺(tái)設(shè)備、多種數(shù)據(jù)的同平臺(tái)監(jiān)測(cè)與操作；其中把被監(jiān)測(cè)設(shè)備用戶(hù)、變電站、監(jiān)測(cè)項(xiàng)目、變壓器分別當(dāng)作“文件夾”和“文件”進(jìn)行分層分級(jí)管理和控制；操作時(shí)，用戶(hù)只須簡(jiǎn)單地用鼠標(biāo)點(diǎn)擊所監(jiān)測(cè)設(shè)備，即可將選中設(shè)備和監(jiān)測(cè)項(xiàng)目的數(shù)據(jù)調(diào)入到數(shù)據(jù)展示區(qū)內(nèi)進(jìn)行瀏覽和操作。
根據(jù)本發(fā)明所述的方法，在所述監(jiān)測(cè)終端中，根據(jù)監(jiān)測(cè)項(xiàng)目的要求和數(shù)據(jù)類(lèi)型不同，把監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)劃分為不同的類(lèi)并分別進(jìn)行儲(chǔ)存，并在控制菜單欄中分別進(jìn)行定義；用戶(hù)在調(diào)閱數(shù)據(jù)時(shí)，只須簡(jiǎn)單地在控制菜單欄上進(jìn)行選擇操作，即可將所需要的數(shù)據(jù)調(diào)入到相應(yīng)的數(shù)據(jù)顯示區(qū)內(nèi)，從而提供多種不同類(lèi)型數(shù)據(jù)展示視圖和控制方法。在示波器圖形顯示模式時(shí)，用戶(hù)可通過(guò)控制菜單欄從多種數(shù)據(jù)中選擇1-3種數(shù)據(jù)同時(shí)顯示和瀏覽。
根據(jù)本發(fā)明所述的方法，在框架式界面的快捷工具欄中，提供有“首頁(yè)”、“上頁(yè)”、“下頁(yè)”、“尾頁(yè)”、“前翻”、“后翻”等快捷鍵，讓用戶(hù)可對(duì)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)的展示和瀏覽按頁(yè)面分時(shí)段進(jìn)行選擇瀏覽和分析處理操作。還提供有“拉伸”、“壓縮”快捷鍵，讓用戶(hù)可對(duì)歷史數(shù)據(jù)進(jìn)行篩選瀏覽和分析處理。
本發(fā)明的方法解決了同類(lèi)其他變壓器在線(xiàn)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)和方法在數(shù)據(jù)展示和數(shù)據(jù)挖掘功能上的不足，充分運(yùn)用微型計(jì)算機(jī)先進(jìn)的多層分布式數(shù)據(jù)庫(kù)管理技術(shù)、菜單技術(shù)、圖像展示技術(shù)和互聯(lián)網(wǎng)通訊技術(shù)、多任務(wù)多線(xiàn)程技術(shù)，既可方便操作員快速、全面地調(diào)閱和瀏覽監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)及其變化趨勢(shì)，完成日常性的工作，又可與其他系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)同平臺(tái)集中管理與監(jiān)控。本發(fā)明借助于互聯(lián)網(wǎng)提供的豐富網(wǎng)絡(luò)資源，提供了兩種不同權(quán)限的現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)測(cè)與專(zhuān)家監(jiān)測(cè)平臺(tái)，把在線(xiàn)監(jiān)測(cè)延伸到無(wú)地域限制的真正意義上的遠(yuǎn)程實(shí)時(shí)同步在線(xiàn)監(jiān)測(cè)。


下面將結(jié)合附圖及實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步說(shuō)明，附圖中圖1是本發(fā)明中變壓器遠(yuǎn)程實(shí)時(shí)在線(xiàn)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)圖；圖2是變壓器遠(yuǎn)程實(shí)時(shí)在線(xiàn)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的工作流程圖；圖3是數(shù)據(jù)處理人機(jī)操作界面控制示意圖；圖4是變壓器實(shí)時(shí)在線(xiàn)監(jiān)測(cè)終端軟件人機(jī)操作界面布局框架圖；圖5是變壓器在線(xiàn)實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)接收與處理通訊資源調(diào)度示意圖；圖6是用示波器方式展示變壓器故障氣體監(jiān)測(cè)實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)的示意圖；圖7是EXCEL表格方式展示變壓器故障氣體監(jiān)測(cè)實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)的示意圖；圖8是變壓器故障檢測(cè)與報(bào)警處理流程圖。
具體實(shí)施例方式
本發(fā)明提供了一種新的針對(duì)變壓器在線(xiàn)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)進(jìn)行處理及管理的方法。包括監(jiān)測(cè)狀態(tài)數(shù)據(jù)生成、遠(yuǎn)程實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)接收、儲(chǔ)存、瀏覽與分析等，為專(zhuān)家系統(tǒng)提供高效平臺(tái)等。其中，狀態(tài)數(shù)據(jù)通常從傳感器中讀取，以變壓器內(nèi)部的故障氣體為例，例如氫氣(H2)、一氧化碳(CO)，乙炔(C2H2)和乙烯(C2H4)等，監(jiān)測(cè)的原始信號(hào)由氣體傳感器提供，氣體傳感器包括燃料電池/電化學(xué)傳感器，金屬氧化物半導(dǎo)體，過(guò)渡金屬柵場(chǎng)效應(yīng)，熱導(dǎo)及紅外傳感器等。這些信號(hào)在微處理器中按照預(yù)先設(shè)定的算法運(yùn)算，產(chǎn)生出可反映變壓器故障條件的數(shù)據(jù)——故障氣體濃度及變化趨勢(shì)，如氣體濃度、小時(shí)變化趨勢(shì)、日變化趨勢(shì)等，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)變壓器的在線(xiàn)實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)。狀態(tài)數(shù)據(jù)除了可以是故障氣體濃度外，也可以是變壓器其它的狀態(tài)參數(shù)，如絕緣油的濕度，頂部及底部的油溫，負(fù)載電流等。
本發(fā)明的方法中，遠(yuǎn)程監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)接收、儲(chǔ)存、瀏覽與分析由一整套變壓器在線(xiàn)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)和設(shè)備來(lái)實(shí)現(xiàn)。如圖1所示，整個(gè)系統(tǒng)按功能分由七個(gè)部分組成，包括1)信號(hào)生成10；2)信號(hào)采集與監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)生成11；3)傳輸控制或通訊控制12；4)HOST遠(yuǎn)程在線(xiàn)監(jiān)測(cè)終端軟件13；5)數(shù)據(jù)庫(kù)服務(wù)器14；6)Web服務(wù)器15；以及7)各類(lèi)遠(yuǎn)程用戶(hù)16.。
如圖2所示，以監(jiān)測(cè)變壓器20內(nèi)的故障氣體為例，因變壓器故障而產(chǎn)生的故障氣體通過(guò)變壓器內(nèi)部的油流到達(dá)變壓器的閥門(mén)20a，再通過(guò)變壓器的閥門(mén)20a到達(dá)傳感器從而完成前述的信號(hào)生成步驟，然后依次是用于完成前述信號(hào)采樣與監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)生成功能的信號(hào)變送器21、用于完成傳輸控制的通訊控制箱22、以及用戶(hù)監(jiān)控軟件(HOST)23、監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)服務(wù)器24、專(zhuān)家系統(tǒng)應(yīng)用邏輯(Web)25和專(zhuān)家客戶(hù)端(Expert)26。
其中，氣體傳感器21a直接連接到變壓器20的閥門(mén)20a上，信號(hào)變送器21由氣體傳感器21a及微處理器21b組成。信號(hào)變送器21、通訊控制器22和用戶(hù)監(jiān)控軟件23相互之間基于RS-232串口通訊協(xié)議和工業(yè)上通用的ModBus數(shù)據(jù)傳輸交換控制協(xié)議17，通過(guò)RS-485網(wǎng)絡(luò)、Modem撥號(hào)連接或串口直連完成數(shù)據(jù)交換、傳輸與系統(tǒng)控制，屬于整個(gè)系統(tǒng)的基礎(chǔ)設(shè)備。
專(zhuān)家系統(tǒng)應(yīng)用邏輯和客戶(hù)端基于互聯(lián)網(wǎng)傳輸控制協(xié)議(TCP/IP和Http)18，以及分布式多層數(shù)據(jù)庫(kù)管理實(shí)現(xiàn)技術(shù)，實(shí)現(xiàn)基于互聯(lián)網(wǎng)的真正意義上的遠(yuǎn)程實(shí)時(shí)檢測(cè)，專(zhuān)家不用直接到現(xiàn)場(chǎng)，也無(wú)須做大量的數(shù)據(jù)接收和整理，系統(tǒng)根據(jù)故障診斷知識(shí)積累按照預(yù)先設(shè)定的規(guī)則自動(dòng)將有關(guān)的數(shù)據(jù)從數(shù)據(jù)庫(kù)服務(wù)器24中調(diào)出供專(zhuān)家研究和分析。基礎(chǔ)設(shè)備與專(zhuān)家系統(tǒng)之間同樣基于互聯(lián)網(wǎng)傳輸協(xié)議18，由現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)測(cè)終端自動(dòng)把實(shí)時(shí)接收數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)寫(xiě)到專(zhuān)家系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫(kù)中。與用戶(hù)HOST 23不同的是，專(zhuān)家系統(tǒng)26只能瀏覽和分析監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)，不能直接控制和操作監(jiān)測(cè)終端。
如圖3所示，本方法提供了一種框架式監(jiān)控操作界面，展示數(shù)據(jù)內(nèi)容豐富全面，控制方式簡(jiǎn)單實(shí)用方便。
如圖4所示，整個(gè)界面框架根據(jù)顯示內(nèi)容和功能不同分為五欄四區(qū)，具體包括控制菜單欄51、快捷工具欄52、系統(tǒng)狀態(tài)欄53、類(lèi)型標(biāo)識(shí)欄56和顯示方式控制欄55，以及樹(shù)型設(shè)備選擇區(qū)54、實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)顯示區(qū)57、鼠標(biāo)點(diǎn)數(shù)據(jù)顯示區(qū)58和數(shù)據(jù)展示區(qū)59。
用戶(hù)可從數(shù)據(jù)源30、數(shù)據(jù)類(lèi)型43(包括實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)、短期歷史數(shù)據(jù)、長(zhǎng)期歷史數(shù)據(jù)、歷史事件數(shù)據(jù)和歷史服務(wù)記錄)、數(shù)據(jù)項(xiàng)目39(包括故障氣體濃度、小時(shí)變化趨勢(shì)、日變化趨勢(shì)、傳感器溫度、加熱器溫度、加熱器功率、原始信號(hào)量、原始濃度等)和當(dāng)前監(jiān)測(cè)終端31四個(gè)角度，選擇性地將監(jiān)測(cè)結(jié)果數(shù)據(jù)展示在圖4所示的框架界面內(nèi)，進(jìn)行監(jiān)視、瀏覽、分析和處理。
整個(gè)界面充分運(yùn)用數(shù)據(jù)分段和分頁(yè)控制技術(shù)，提供了兩種瀏覽和展示數(shù)據(jù)的方式，即示波器方式的圖形45和EXCEL表格方式的列表46。兩種方式角度不同、作用不同，相互補(bǔ)充，相得益彰，使得界面操作十分簡(jiǎn)單、直觀、且實(shí)用。
圖6是一個(gè)典型的示波器方式的圖形、圖7是一個(gè)典型的EXCEL表格方式的列表。示波器方式的圖形45兼容動(dòng)靜兩種狀態(tài)，其動(dòng)態(tài)方式充分發(fā)揮了示波器在檢測(cè)中的優(yōu)勢(shì)和特點(diǎn)；而列表方式46采用Excel插件技術(shù)，可進(jìn)行二次操作。
如圖5所示，本方法在數(shù)據(jù)接收方面充分運(yùn)用面向?qū)ο蟮募夹g(shù)和手段，在HOST 23與變送器21之間ModBus數(shù)據(jù)交換17基礎(chǔ)上，設(shè)置了專(zhuān)門(mén)的串口通訊資源調(diào)度管理器64，負(fù)責(zé)對(duì)數(shù)據(jù)收發(fā)設(shè)備進(jìn)行自動(dòng)控制和管理。管理器將訪(fǎng)問(wèn)設(shè)備的應(yīng)用定義為10個(gè)不同級(jí)別和權(quán)限的用戶(hù)，對(duì)其運(yùn)用使用權(quán)證進(jìn)行管理。提出訪(fǎng)問(wèn)監(jiān)測(cè)設(shè)備申請(qǐng)的用戶(hù)64a在未獲得使用權(quán)證65前不能直接訪(fǎng)問(wèn)通訊設(shè)備和資源，只能進(jìn)入等待隊(duì)列排隊(duì)66。只有在隊(duì)列中沒(méi)有比其級(jí)別和權(quán)限高的用戶(hù)時(shí)，才能得到管理器分配的權(quán)證，完成對(duì)監(jiān)測(cè)終端的訪(fǎng)問(wèn)。這種資源管理任務(wù)調(diào)度器，保證了多任務(wù)多用戶(hù)同時(shí)對(duì)監(jiān)測(cè)設(shè)備實(shí)時(shí)訪(fǎng)問(wèn)的實(shí)現(xiàn)，無(wú)沖突，響應(yīng)及時(shí)，是實(shí)現(xiàn)多串口多設(shè)備同時(shí)檢測(cè)重要基礎(chǔ)。
本方法在上述技術(shù)基礎(chǔ)上提出了一種類(lèi)似于Windows資源管理器的樹(shù)型視圖選擇技術(shù)，實(shí)現(xiàn)整個(gè)變壓器所有設(shè)備和參數(shù)同平臺(tái)同監(jiān)測(cè)的方式。這種方式充分運(yùn)用操作系統(tǒng)多任務(wù)、多線(xiàn)程技術(shù)，實(shí)現(xiàn)了多串口、多通道同時(shí)訪(fǎng)問(wèn)多種監(jiān)測(cè)設(shè)備，不失為電站綜合自動(dòng)化的一種可行的實(shí)施方案。
本方法中，根據(jù)故障氣體產(chǎn)生量大小和危害程度，把變壓器的報(bào)警劃分為兩種不同級(jí)別的警報(bào)——高和超高報(bào)警，提供多種監(jiān)測(cè)報(bào)警及相應(yīng)方式與手段供用戶(hù)操作選用，如圖8所示。用戶(hù)可對(duì)兩種不同級(jí)別的報(bào)警值自行進(jìn)行設(shè)定。針對(duì)報(bào)警及處理過(guò)程一般要經(jīng)過(guò)故障發(fā)生、報(bào)警檢測(cè)與傳遞、報(bào)警、報(bào)警處理四個(gè)階段的特點(diǎn)。本方法一方面采用適當(dāng)延遲過(guò)濾，大大降低了因環(huán)境、電氣、通訊等非變壓器故障因素導(dǎo)致的假報(bào)警、誤報(bào)警等現(xiàn)象出現(xiàn)的概率，保證了監(jiān)測(cè)報(bào)警的真實(shí)、準(zhǔn)確、及時(shí)。另一方面，提供了嚴(yán)格的報(bào)警確認(rèn)程序，整個(gè)系統(tǒng)的各個(gè)環(huán)節(jié)均具備報(bào)警及鎖定功能。一旦報(bào)警產(chǎn)生，必須有操作人員的人工確認(rèn)，否則報(bào)警將一直延續(xù)下去。以圖8為例，真實(shí)可靠報(bào)警被檢測(cè)到后，信號(hào)變送器21首先響應(yīng)，數(shù)據(jù)顯示屏幕立即由正常狀態(tài)轉(zhuǎn)為報(bào)警狀態(tài)70a——滾動(dòng)顯示當(dāng)前報(bào)警項(xiàng)目和報(bào)警狀態(tài)值，直到該報(bào)警得到確認(rèn)72a或72c為止。同時(shí)，生成報(bào)警事件被記錄在歷史事件數(shù)據(jù)庫(kù)中，并將報(bào)警信號(hào)轉(zhuǎn)送到通訊控制器22。通訊控制器接收到報(bào)警信息后，立即啟動(dòng)報(bào)警信號(hào)燈70b，并鎖定報(bào)警到值班人員現(xiàn)場(chǎng)人工確認(rèn)72b。監(jiān)測(cè)終端——HOST 23監(jiān)測(cè)到信號(hào)變送器報(bào)警后，立即彈出報(bào)警窗口70c，利用界面顏色、動(dòng)畫(huà)和音效功能進(jìn)入報(bào)警狀態(tài)，等待操作人員進(jìn)行報(bào)警確認(rèn)72c。
本方法不僅對(duì)變壓器進(jìn)行故障條件檢測(cè)，還具備自身狀態(tài)監(jiān)測(cè)和傳感器自檢功能，并根據(jù)報(bào)警源的不同，將報(bào)警分為三類(lèi)——監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)報(bào)警、系統(tǒng)報(bào)警和通訊故障報(bào)警，分別進(jìn)行處理。
權(quán)利要求
1.一種變壓器在線(xiàn)監(jiān)測(cè)方法，其特征在于，包括以下步驟(1)采集變壓器的被監(jiān)測(cè)信號(hào)并生成監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)；(2)將所述監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)傳送到在線(xiàn)監(jiān)測(cè)終端，使在線(xiàn)用戶(hù)可通過(guò)所述在線(xiàn)監(jiān)測(cè)終端對(duì)所述監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)進(jìn)行瀏覽及分析；(3)所述監(jiān)測(cè)終端再將監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)傳送到遠(yuǎn)方數(shù)據(jù)庫(kù)服務(wù)器進(jìn)行保存，使專(zhuān)家或遠(yuǎn)程用戶(hù)可通過(guò)與所述數(shù)據(jù)庫(kù)服務(wù)器連接的Web服務(wù)器對(duì)所述監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)進(jìn)行瀏覽和分析；其中，在所述步驟(1)和(2)中，采用RS232串口通訊協(xié)議和Modbus數(shù)據(jù)傳輸交換控制協(xié)議來(lái)完成數(shù)據(jù)的傳送；在所述步驟(3)中，采用互聯(lián)網(wǎng)傳輸控制協(xié)議來(lái)完成的數(shù)據(jù)傳送。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，在所述步驟(1)中，由信號(hào)變送器來(lái)采集變壓器的被監(jiān)測(cè)信號(hào)并生成監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)；在所述步驟(2)中，通過(guò)通訊控制器，在線(xiàn)監(jiān)測(cè)終端實(shí)時(shí)接收和下載所述監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)；所述信號(hào)變送器、通訊控制器和在線(xiàn)監(jiān)測(cè)終端相互之間基于RS-232串口通訊協(xié)議和所述ModBus數(shù)據(jù)傳輸交換控制協(xié)議，通過(guò)RS-485網(wǎng)絡(luò)、Modem撥號(hào)連接、或者串口直連的方式，完成數(shù)據(jù)傳輸和控制，構(gòu)成一個(gè)基礎(chǔ)的在線(xiàn)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的方法，其特征在于，在所述步驟(2)中，所述監(jiān)測(cè)終端既可同時(shí)連接多臺(tái)相同類(lèi)型的信號(hào)變送器，也可同時(shí)連接其他監(jiān)測(cè)設(shè)備，并可直接對(duì)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)進(jìn)行瀏覽和分析。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的方法，其特征在于，在所述步驟(2)中，將監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)保存到監(jiān)測(cè)終端的本地?cái)?shù)據(jù)庫(kù)中，以實(shí)現(xiàn)第一級(jí)監(jiān)測(cè)，即現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)測(cè)；所述步驟(3)則實(shí)現(xiàn)第二級(jí)監(jiān)測(cè)，即專(zhuān)家監(jiān)測(cè)。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的方法，其特征在于，在所述步驟(2)和(3)中，當(dāng)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)達(dá)到或超過(guò)報(bào)警級(jí)別設(shè)定值、并超過(guò)設(shè)定的延遲過(guò)濾時(shí)間時(shí)，將按預(yù)定方式自動(dòng)報(bào)警，提示管理者進(jìn)行相應(yīng)的處理；所述報(bào)警級(jí)別設(shè)定值包括較低的第一級(jí)報(bào)警設(shè)定值和較高的第二級(jí)報(bào)警設(shè)定值；當(dāng)所述監(jiān)測(cè)系統(tǒng)或及其通訊線(xiàn)路發(fā)生故障時(shí)，還進(jìn)行相應(yīng)的系統(tǒng)報(bào)警或通訊故障報(bào)警。
6.根據(jù)權(quán)利要求1-5中任一項(xiàng)所述的方法，其特征在于，所述監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)可以是變壓器故障氣體參數(shù)、油中的含水量、油溫度、或負(fù)載電流。
7.根據(jù)權(quán)利要求1-5中任一項(xiàng)所述的方法，其特征在于，在所述步驟(2)的監(jiān)測(cè)終端中，采用一種框架式監(jiān)控操作界面來(lái)完成數(shù)據(jù)的顯示和操作，所述框架式界面包括控制菜單欄、快捷工具欄、系統(tǒng)狀態(tài)欄、顯示方式控制欄和數(shù)據(jù)類(lèi)型標(biāo)識(shí)欄；還包括實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)顯示區(qū)、數(shù)據(jù)展示區(qū)、鼠標(biāo)點(diǎn)數(shù)據(jù)顯示區(qū)和設(shè)備選擇區(qū)。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的方法，其特征在于，在所述實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)顯示區(qū)和數(shù)據(jù)展示區(qū)中，可采用類(lèi)似于示波器圖形的方式來(lái)顯示監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)，所述圖形隨時(shí)間的變化而自動(dòng)調(diào)整其畫(huà)面；也可采用類(lèi)似于微軟Excel列表的方式來(lái)顯示監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)，使用戶(hù)可在此界面上對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行二次處理和分析。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的方法，其特征在于，所述實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)和歷史數(shù)據(jù)可以隨時(shí)互相切換，且不影響實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)的讀取。
10.根據(jù)權(quán)利要求7所述的方法，其特征在于，在所述設(shè)備選擇區(qū)中，采用類(lèi)似于Windows資源管理器方式的樹(shù)型視圖來(lái)完成多種項(xiàng)目、多臺(tái)設(shè)備、多種數(shù)據(jù)的同平臺(tái)監(jiān)測(cè)與操作；其中把被監(jiān)測(cè)設(shè)備用戶(hù)、變電站、監(jiān)測(cè)項(xiàng)目、變壓器分別當(dāng)作“文件夾”和“文件”進(jìn)行分層分級(jí)管理和控制；操作時(shí)，用戶(hù)只須簡(jiǎn)單地用鼠標(biāo)點(diǎn)擊所監(jiān)測(cè)設(shè)備，即可將選中設(shè)備和監(jiān)測(cè)項(xiàng)目的數(shù)據(jù)調(diào)入到數(shù)據(jù)展示區(qū)內(nèi)進(jìn)行瀏覽和操作。
11.根據(jù)權(quán)利要求7所述的方法，其特征在于，在所述監(jiān)測(cè)終端中，根據(jù)監(jiān)測(cè)項(xiàng)目的要求和數(shù)據(jù)類(lèi)型不同，把監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)劃分為不同的類(lèi)并分別進(jìn)行儲(chǔ)存，并在控制菜單欄中分別進(jìn)行定義；用戶(hù)在調(diào)閱數(shù)據(jù)時(shí)，只須簡(jiǎn)單地在控制菜單欄上進(jìn)行選擇操作，即可將所需要的數(shù)據(jù)調(diào)入到相應(yīng)的數(shù)據(jù)顯示區(qū)內(nèi)；在示波器圖形顯示模式時(shí)，用戶(hù)可通過(guò)控制菜單欄從多種數(shù)據(jù)中選擇1-3種數(shù)據(jù)同時(shí)顯示和瀏覽。
12.根據(jù)權(quán)利要求7所述的方法，其特征在于，在框架式界面的快捷工具欄中，提供有“首頁(yè)”、“上頁(yè)”、“下頁(yè)”、“尾頁(yè)”、“前翻”、“后翻”等快捷鍵，讓用戶(hù)可對(duì)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)的展示和瀏覽按頁(yè)面分時(shí)段進(jìn)行選擇瀏覽和分析處理操作；還提供有“拉伸”、“壓縮”快捷鍵，讓用戶(hù)可對(duì)歷史數(shù)據(jù)進(jìn)行篩選瀏覽和分析處理。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種變壓器在線(xiàn)監(jiān)測(cè)方法，為了解決現(xiàn)有變壓器在線(xiàn)監(jiān)測(cè)方法的不足，讓操作員可快速、全面地調(diào)閱和瀏覽監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)及其變化趨勢(shì)，完成日常性的工作，又可與其他系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)同平臺(tái)集中管理與監(jiān)控，本發(fā)明在采集變壓器的被監(jiān)測(cè)信號(hào)并生成監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)，將監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)傳送到在線(xiàn)監(jiān)測(cè)終端進(jìn)行瀏覽及分析的同時(shí)；還由監(jiān)測(cè)終端將監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)傳送到遠(yuǎn)方數(shù)據(jù)庫(kù)服務(wù)器進(jìn)行保存，使專(zhuān)家或遠(yuǎn)程用戶(hù)可通過(guò)與數(shù)據(jù)庫(kù)服務(wù)器連接的Web服務(wù)器對(duì)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)進(jìn)行瀏覽和分析；其中，在前一階段中，采用RS232串口通訊協(xié)議和Modbus數(shù)據(jù)傳輸交換控制協(xié)議來(lái)完成數(shù)據(jù)的傳送，并在監(jiān)測(cè)終端采用一種框架式監(jiān)控操作界面；在后一階段中，則采用互聯(lián)網(wǎng)傳輸控制協(xié)議來(lái)完成的數(shù)據(jù)傳送。
文檔編號(hào)G01N33/28GK1591018SQ0314034
公開(kāi)日2005年3月9日 申請(qǐng)日期2003年8月27日 優(yōu)先權(quán)日2003年8月27日
發(fā)明者秦仁炎, 聶新民 申請(qǐng)人:深圳奧特迅電氣設(shè)備有限公司