06 GIS母线舱位移形变监测与预警系统研究与设计

电脑开发与应用第28卷第2期总）摘要：通过研究GIS母线舱位移形变的成因，提出GIS母线舱位移形变监测与预警系统的设计方法，采用各类传感器采集影响GIS母线舱位移形变的信息，并通过无线网络远传，控制中心进行数据的读取、存储、处理、告警等操作。该系统为GIS母线舱可靠运行提供预警和研究资料，具有重要的意义。关键词：GIS母线舱，位移形变，监测与预警中图分类号：TM77文献标识码：AGIS母线舱位移形变监测与预警系统研究与设计闫君1，罗文杰1，张兴忠2，任丁卉21.国网山西省电力公司大同供电公司,山西大同037001；2.山西鸿顺通科技有限公司，太原030024）文章编号：100358502015）02000503收稿日期：20141211，修日期：20150109基金项目：国家电网公司科技项目资助SGSXDTOOXTQT[2014]264号）。作者简介：闫君，男，1963年生，工程师，研究方向：变电运行。0引言母线舱是GIS的重要组成部分，多段母线舱通过分段拼接的方式进行安装，并在各段的连接处加装波纹补偿器以补偿设备制造、土建基础、安装等产生的误差，以及运行中温度变化产生的热胀冷缩、基础不均匀沉陷、断路器操作时的瞬间振动、遇到地震力作用等因素造成的母线舱水平位移和垂直位移。环境温度急剧变化情况下，波纹补偿器频繁承受时而拉伸、时而收缩、时而扭曲的变化，容易引起疲劳，致使母线舱上安装的伸缩节不能完全补偿热胀冷缩变化，导致舱体焊缝开裂、气体泄漏、对地放电击穿、母线连接处拔出或顶死等现象，最终造成设备损坏甚至人员伤害。而母线故障将直接影响电网供电，造成大面积限电、停电。例如：2008年12月4日，750kV兰州东变电站运行人员巡视时发现750kVI母线7117接地刀闸B、C相所在垂直段母线舱底部法兰面西侧漏气，故障正是由于母线舱间安装的伸缩节不能完全补偿热胀冷缩变化引起的。目前，我国尚无 标准 excel标准偏差excel标准偏差函数exl标准差函数国标检验抽样标准表免费下载红头文件格式标准下载 的在线监测和预警母线舱应力过量解决 方案 气瓶 现场处置方案 .pdf气瓶 现场处置方案 .doc见习基地管理方案.doc关于群访事件的化解方案建筑工地扬尘治理专项方案下载 ，对母线舱位移形变的成因也没有明确的量化标准；只能在母线舱发生故障后，通过故障痕迹判断其成因，不能起到预防的作用。通过本系统实时监测GIS母线舱的运行状态和运行环境，并 记录 混凝土 养护记录下载土方回填监理旁站记录免费下载集备记录下载集备记录下载集备记录下载 RsarchandDsignofGISBusbarCompartmntDisplacmntDformationMonitoringandEarlywarningSystmYANJun1，LUOWnji1，ZHANGXingzhong2，RENDinghui21.StatGridDatongPowrSupplyCompany，Datong037001,China；2.ShanxiHongShunTongTchnologyCo.,Ltd.,Taiyuan030024,China）Abstract：GISBusbarcompartmntdsignmthodofdisplacmntdformationmonitoringandarlywarningsystmsisproposdbystudyingthGISBusbarcompartmntcaussofdisplacmntdformation,whichussarioussnsorstocollctimpactinformationofGISBusbarcompartmntdisplacmntdformation,andiaWiFitransmittrandcontrolcntrtodothoprationofdataaccss,storag,tratmnt,alarmsandsoon.ThsystmhasthgratsignificanctoproidarlywarningandrsarchmatrialforthrliabloprationofthGISBusbarcompartmnt.Kywords：GISbusbarcompartmnt，displacmntdformation，monitoringandarlywarning5··0085总）总）2015年第2期统计大量的数据，在保障GIS母线舱安全运行的同时，为 分析 定性数据统计分析pdf销售业绩分析模板建筑结构震害分析销售进度分析表京东商城竞争战略分析 和防范GIS母线舱位移形变成因提供数据依据。因此，研究一套对GIS母线舱位移形变监测和预警，并能采集大量数据的在线实时监测系统是非常有必要的。1系统工作原理GIS母线舱位移形变监测与预警系统，主要包括传感器组模块、无线传输模块、数据处理模块3部分，其系统结构如图1所示。传感器组采集GIS母线舱的相关信息，通过无线网络传输到控制中心的服务器，服务器完成数据的读取、存储、处理、告警等操作，并在客户端上展示。2系统组成与功能简述系统主要包括传感器组模块、无线传输模块、数据处理模块3部分。其中，传感器组模块主要由位移传感器、温度传感器、振动传感器、湿度传感器等传感器组成，用以采集GIS母线舱运行状态及运行环境的信息；无线传输模块主要由数据采集器和信息采集器组成，数据采集器主要采集每个节点的传感器数据，并将其发送到信息采集器，信息采集器收集所有数据采集器的信息，并远传至服务器；数据处理模块主要包括服务器和客户端，服务器接收数据采集器的信息，并进行处理、存储等，客户端主要通过图表等方式展示服务器的数据。2.1传感器组模块对于温度传感器、振动传感器、湿度传感器等传感器，市场产品的稳定性、精度、线性度等参数差异不大，选型容易，再此不作进一步讨论。对于位移传感器，常用的有磁致式、光电式、电位器式、霍尔式、线绕式、激光式、电容式、电感式、变压器式以及近年来兴起的GPS定位式等。由于GIS母线舱的位移形变是三维方向上的，因此选用非接触式传感器，又因为其位移形变的成因与温湿度等因素有关，所以所选传感器需要精度高、线性度好、温漂小等优点，综上，选择激光传感器。如图2所示，为GIS母线舱示意图，传感器和反射板通过U型夹具分别夹持在法兰盘的盘片上，其中需要3台直线激光传感器。反射面的相对位置如图3所示，1为平面反射面，2、3为斜面反射面，为方便数据处理，这里选择夹角为45°的直角斜面。3台激光传感器的发射光平行且垂直于平面反射面，并分别照射在3个面的几何中心上。当两个被测物发生相对位移时，测得3个激光传感器的位移分别是L1、L2、L3(其中下标分别对应反射面)，则被测物的三维位移量分别为LX=L2L1、LY=L3L1、LZ=L1。本方案采用非接触式的激光传感器，以及巧妙的应用了三角形变换，能够稳定、精确、快速地监测GIS母线舱在三维方向上的位移形变。传感器组模块综合利用多种传感器，采集到GIS母线舱运行状态及运行环境的信息，为其运维决策提供了有力的依据。2.2无线传输模块数据采集器采用ZigB无线传输技术，它采用公频2.4GHz通信，在空旷的变电站环境下，传输距图1GIS母线舱位移形变监测与预警系统结构图图2GIS母线舱示意图图3反射面示意图GIS母线舱位移形变监测与预警系统研究与设计6··0086电脑开发与应用第28卷第2期总）离可达200m，同时其还具有低成本、低功耗、组网灵活等优点。采用德州仪器TI）的CC2530F256芯片，其具有256k的FLASH，21个数字IO口，并具备定时器、中断、ADC等多种功能，除了能收发信息外，还可以完成传感器数据采集、处理、显示、控制等众多功能，完成较为复杂和多功能的设计需求。如图4所示，为一个cc2530的IO口分布方案，其中DEBUGX为仿真器接口，LCDX为显示屏LCD接口，UARTX为串口通信接口，Dx为状态指示灯接口，BTNX为按键，ADCx为模数转换ADC，完成传感器信息采集），IONC为预留接口，可以链接继电器、光耦等作为控制端口，同时这21个IO口还可以复用，从而提供更丰富的设计需求。信息采集器采用GPRS模块，通过串口接受ZigB模块协调器上传的数据，再通过公网上传到服务器，同时服务器也可发指令到ZigB模块。采用本方案，通过无线通信的方式，实现了服务器———站台———终端间的通信，且能灵活组网，低成本运行。2.3数据处理模块数据处理模块主要由服务器和客户端组成，服务器负责数据的读取、存储、处理、告警等操作；客户端负责数据的展示和控制指令输入等操作，如位移、温度、湿度、振动等参数的综合曲线图展示，再如全年位移曲线图缩放展示，或者命令某一个或多个终端立即测量和上传数据等。3该系统的优点和展望目前我国对GIS母线舱位移形变监测与预警，尚无标准制定，各地采用的方法、标准有所不同，对其成因、防范等研究还未形成系统，然而因GIS母线舱位移形变引起的设备故障亟待解决，因此本系统具有研究价值。本系统的优点在于，采集大量GIS母线舱运行状态参数和运行环境参数，并形成多种报表、曲线，在预警GIS母线舱运行状态的同时，收集大量数据，为更好地分析GIS母线舱位移形变的成因，提供研究数据，同时为GIS母线舱设备生产商改进设备提供设计依据。GIS母线舱是变电站的重要组成部分，它能否安全运行，直接关系到变电站的安全运行指数，进而是关系到国防民生的大事，因此，该系统的研究是必要的，具有发展潜力。未来本系统不会过多研究采用什么方式通信，重点将研究两个方面：研究采集什么样的数据，怎样更准确详尽地采集数据，甚至在GIS母线舱生产时，就将一些传感器放置到GIS母线舱内部；②研究怎样处理和分析数据，怎样建立关联图表，怎样设定预警阈值，以及制定现场处理预案等问题。该系统最终必将是一个涉及多学科、多领域的，横跨数个专业的系统，它将为变电站的安全运行提供有力保障。参考文献：[1]王轶慧，何芙蓉，祁文治.750kVGIS长距离母线筒热胀冷缩问题探讨[J].电网与水力发电进展，2007,2311）：1820.[2]黄炳琪,GIS设备检测技术及应用[J].技术与市场,2012，195）:100104.[3]李大权，姜飞，万荣兴.关于800kVGIS长距离母线筒位移研究[J].电器技术，2012,95）：4145.[4]李凯.GIS母线连接结构非正常位移的分析[C].2010年中国电机工程学会年会论文集，2011：459462.[5]岳希明，王培萍，李伟然，等.GIS母线筒壳体的应力分析[J].化学工程与装备，20117）：811.图4CC2530芯片IO口分布上接第4页）参考文献：[1]谢小兰.基于后向传播模型的数据挖掘技术的研究[J].电脑开发与应用，2011，245）：8081.[2]彭亚发.应用数据挖掘技术提升金华地区旅游业核心竞争力的研究[J].电脑开发与应用，20133）:710.[3]360doc个人图书馆.养殖成本分析[EBOL].http:www.360doc.comcontnt13041823803452279346551.shtml，20141112.[4]王松伟.农户生猪养殖不同规模的成本研究—以南川区大观镇的调查研究为例[D].北京：中国农业大学，2011.[5]中商情报网.2014年9月13日全国各地生猪价格最新报价行情.[EBOL].http:www.askci.comdata2014091311323xtbi.shtml.20141112.[6]百度文库.生猪各阶段正常采食量和肥育猪生产成本计算[EBOL].http:wnku.baidu.comiw994d9c6fa45177232f60a268.html.20141112.7··0087