系統(tǒng)概述

系統(tǒng)說明

充油電纜以電纜油作為主絕緣，因此油壓的變化是判斷電纜線路是否正常運(yùn)行的重要依據(jù)，超高壓充油電纜在線監(jiān)測系統(tǒng)可以排除因人為因素造成的錯(cuò)誤，提高油壓測量的精度。因此通過對油壓的實(shí)時(shí)監(jiān)測，可以及時(shí)了解電纜的絕緣水平和運(yùn)行狀況，預(yù)防和避免不必要的故障發(fā)生，則直接關(guān)系到電力系統(tǒng)的安全可靠運(yùn)行、經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)影響。油壓在線監(jiān)測系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)了實(shí)時(shí)監(jiān)測、故障告警、數(shù)據(jù)記錄等功能，滿足了對電纜油壓數(shù)據(jù)的遠(yuǎn)程監(jiān)測和集中管理的需求。

系統(tǒng)任務(wù)

系統(tǒng)目標(biāo)

利用嵌入式技術(shù)和人機(jī)界面軟硬一體化系統(tǒng)監(jiān)視高壓充油電纜的油壓、壓差和壓力變化，實(shí)現(xiàn)報(bào)警處理、曲線顯示、數(shù)據(jù)存儲(chǔ)、數(shù)據(jù)上傳等功能。

運(yùn)行環(huán)境

國家電網(wǎng)220千伏變電站主控機(jī)房，19寸標(biāo)準(zhǔn)機(jī)柜。

1. 軟件平臺(tái)

   軟件系統(tǒng)采用縱橫科技HMIBuilder分布式組態(tài)平臺(tái)；
   操作系統(tǒng)使用Windows XP或Windows 2000；

2. 硬件系統(tǒng)

   縱橫科技人機(jī)界面TPC150TC-h 15" TFT LCD Intel Pentium M；
   系統(tǒng)內(nèi)部局域網(wǎng)絡(luò)；
   Advantech Adam模擬量數(shù)據(jù)采集模塊。

與其它系統(tǒng)關(guān)系

通過局域網(wǎng)連接監(jiān)控管理中心的電纜網(wǎng)監(jiān)控中心系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)報(bào)警數(shù)據(jù)上傳。

總體設(shè)計(jì)

系統(tǒng)結(jié)構(gòu)

高壓充油電纜油壓監(jiān)測系統(tǒng)后臺(tái)機(jī)包括監(jiān)控系統(tǒng)軟件和采集模塊系統(tǒng)。通過Advantech Adam模擬量采集模塊，采集充油電纜系統(tǒng)的傳感器的油壓信號(hào)。后臺(tái)機(jī)實(shí)現(xiàn)信號(hào)采集、數(shù)據(jù)顯示、報(bào)警計(jì)算和顯示等功能。并通過Web server功能，實(shí)現(xiàn)Web Client端的IE瀏覽現(xiàn)場界面。高壓充油電纜油壓監(jiān)測系統(tǒng)工作站，通過HMIBuilder平臺(tái)的分布式功能，實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程界面顯示和報(bào)警設(shè)置。電纜網(wǎng)監(jiān)控中心系統(tǒng)是通過電纜網(wǎng)監(jiān)控中心系統(tǒng)數(shù)據(jù)采集通信協(xié)議連接高壓充油電纜油壓監(jiān)測系統(tǒng)平臺(tái)的。
高壓充油電纜油壓監(jiān)測系統(tǒng)后臺(tái)機(jī)采集模塊系統(tǒng)架構(gòu)如下：

功能模塊設(shè)計(jì)

軟件部分

1. 數(shù)據(jù)采集

   采集模擬量輸入模塊，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的采集。采集模塊為Adam4017+、4117和4050。采用研華ASCII碼通訊協(xié)議。

2. 數(shù)據(jù)存儲(chǔ)

   采集數(shù)據(jù)進(jìn)行數(shù)據(jù)存儲(chǔ)。因?yàn)樾枰４娑嗄辏裕仨毧紤]數(shù)據(jù)備份和數(shù)據(jù)恢復(fù)。

3. 報(bào)警控制
   1. 采集數(shù)據(jù)報(bào)警

      通過數(shù)據(jù)組態(tài)完成采集數(shù)據(jù)報(bào)警參數(shù)初始設(shè)定。系統(tǒng)啟動(dòng)，可以進(jìn)行運(yùn)行設(shè)置，并進(jìn)行存儲(chǔ)為初始值，系統(tǒng)重新啟動(dòng)后，保持報(bào)警原來設(shè)置。

   2. 計(jì)算數(shù)據(jù)報(bào)警
      • 壓差報(bào)警：通過SCADA邏輯系統(tǒng)計(jì)算油壓壓差，超過報(bào)警上下限報(bào)警。報(bào)警設(shè)置通過數(shù)據(jù)組態(tài)完成。
      • 變化率報(bào)警：通過SCADA邏輯系統(tǒng)計(jì)算變化率壓差，超過報(bào)警上下限報(bào)警。報(bào)警設(shè)置通過數(shù)據(jù)組態(tài)完成。
   3. 報(bào)警參數(shù)設(shè)置

      通過界面，輸入每個(gè)報(bào)警參數(shù)的上限和下限值，并進(jìn)行存儲(chǔ)為初始值，系統(tǒng)重新啟動(dòng)后，保持原來設(shè)置。

   4. 油壓下降速率報(bào)警

      數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)：

      1. 定義數(shù)組$History($Minutes)，這樣就有60個(gè)存儲(chǔ)歷史油壓的內(nèi)存空間。
      2. 報(bào)警次數(shù)寄存器AlarmBuffer，如果有報(bào)警AlarmBuffer二進(jìn)制左移1位，那么當(dāng)AlarmBuffer>=7時(shí)，就可以判斷有3個(gè)報(bào)警出現(xiàn)了。通過SCADA邏輯進(jìn)行報(bào)警判斷。
4. 數(shù)據(jù)上傳

   HMIBuilder已完成驅(qū)動(dòng)開發(fā)，測試通過，運(yùn)行良好。

5. 界面顯示

   包括首頁、監(jiān)控界面、歷史曲線、歷史數(shù)據(jù)、報(bào)警設(shè)置、報(bào)警瀏覽等主要窗口。
   界面功能如下：

   
   監(jiān)控界面
   歷史曲線
   歷史數(shù)據(jù)
   報(bào)警瀏覽
6. Web server

   啟動(dòng)界面為監(jiān)控界面。客戶端只能瀏覽，不能設(shè)置和控制。

硬件部分

采集模擬量輸入模塊，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的采集。采集模塊為Adam4017+、4117和4050。
用模擬量采集模塊ADAM4017+采集14路高壓充油電纜的油壓，由ADAM4050采集2路開關(guān)量信號(hào)，通過RS485和TPC150TC-h連接，把采集的模擬量和數(shù)字量顯示到TPC中，由上位機(jī)的組態(tài)軟件HMIBuilder處理之后將信息通過局域網(wǎng)發(fā)給中心主檢測計(jì)算機(jī)。數(shù)據(jù)上傳是采用modbusTCP轉(zhuǎn)發(fā)，在中心主計(jì)算機(jī)上可以實(shí)現(xiàn)檢測的功能。
模塊1：
安左I左安門測I的3相電壓，左安門測II的3相電壓；共6路。且為電流信號(hào)；
換算關(guān)系為：4~20MA，對應(yīng)：0~6bar
則系數(shù)為：0.375
基值為：-1.5
接線方法：

注意：需要在模塊內(nèi)部跳線。
模塊2：
安左I成壽寺測I的3相電壓，成壽寺測II的3相電壓；共6路。且為電壓信號(hào)；
換算關(guān)系為：1~5V，對應(yīng)：0~6bar
則系數(shù)為：1.5
基值為：-1.5
接線方法：

模塊3：
安左I左安門主變I,左安門主變II；且為電流信號(hào)；共2路。
換算關(guān)系為：4~20MA，對應(yīng)：0~6bar
則系數(shù)為：0.375
基值為：-1.5
接線方法：同模塊1。
模塊4：
4050模塊，用了2路DI輸入；用于顯示電源和接地情況；
接線方法：

系統(tǒng)安全性設(shè)計(jì)

軟件部分

系統(tǒng)進(jìn)入沒有限制，系統(tǒng)長期運(yùn)行，不能隨意退出。所以，退出有密碼控制。

硬件部分

模塊調(diào)試階段可以進(jìn)行遠(yuǎn)程參數(shù)設(shè)置，運(yùn)行后，通過撥碼開關(guān)限制遠(yuǎn)程參數(shù)設(shè)置。