高压充油电缆油压监测系统

系统概述

系统说明

充油电缆以电缆油作为主绝缘,因此油压的变化是判断电缆线路是否正常运行的重要依据,超高压充油电缆在线监测系统可以排除因人为因素造成的错误,提高油压测量的精度。因此通过对油压的实时监测,可以及时了解电缆的绝缘水平和运行状况,预防和避免不必要的故障发生,则直接关系到电力系统的安全可靠运行、经济效益和社会影响。油压在线监测系统实现了实时监测、故障告警、数据记录等功能,满足了对电缆油压数据的远程监测和集中管理的需求。

系统任务

系统目标

利用嵌入式技术和人机界面软硬一体化系统监视高压充油电缆的油压、压差和压力变化,实现报警处理、曲线显示、数据存储、数据上传等功能。

运行环境

国家电网220千伏变电站主控机房,19寸标准机柜。

  1. 软件平台

    软件系统采用纵横科技HMIBuilder分布式组态平台;
    操作系统使用Windows XP或Windows 2000;

  2. 硬件系统

    纵横科技人机界面TPC150TC-h 15" TFT LCD Intel Pentium M;
    系统内部局域网络;
    Advantech Adam模拟量数据采集模块。

与其它系统关系

通过局域网连接监控管理中心的电缆网监控中心系统,实现报警数据上传。

总体设计

系统结构

高压充油电缆油压监测系统后台机包括监控系统软件和采集模块系统。通过Advantech Adam模拟量采集模块,采集充油电缆系统的传感器的油压信号。后台机实现信号采集、数据显示、报警计算和显示等功能。并通过Web server功能,实现Web Client端的IE浏览现场界面。高压充油电缆油压监测系统工作站,通过HMIBuilder平台的分布式功能,实现远程界面显示和报警设置。电缆网监控中心系统是通过电缆网监控中心系统数据采集通信协议连接高压充油电缆油压监测系统平台的。
高压充油电缆油压监测系统后台机采集模块系统架构如下:

功能模块设计

软件部分

  1. 数据采集

    采集模拟量输入模块,实现数据的采集。采集模块为Adam4017+、4117和4050。采用研华ASCII码通讯协议。

  2. 数据存储

    采集数据进行数据存储。因为需要保存多年,所以,必须考虑数据备份和数据恢复。

  3. 报警控制
    1. 采集数据报警

      通过数据组态完成采集数据报警参数初始设定。系统启动,可以进行运行设置,并进行存储为初始值,系统重新启动后,保持报警原来设置。

    2. 计算数据报警
      • 压差报警:通过SCADA逻辑系统计算油压压差,超过报警上下限报警。报警设置通过数据组态完成。
      • 变化率报警:通过SCADA逻辑系统计算变化率压差,超过报警上下限报警。报警设置通过数据组态完成。
    3. 报警参数设置

      通过界面,输入每个报警参数的上限和下限值,并进行存储为初始值,系统重新启动后,保持原来设置。

    4. 油压下降速率报警

      数据结构:

      1. 定义数组$History($Minutes),这样就有60个存储历史油压的内存空间。
      2. 报警次数寄存器AlarmBuffer,如果有报警AlarmBuffer二进制左移1位,那么当AlarmBuffer>=7时,就可以判断有3个报警出现了。通过SCADA逻辑进行报警判断。
  4. 数据上传

    HMIBuilder已完成驱动开发,测试通过,运行良好。

  5. 界面显示

    包括首页、监控界面、历史曲线、历史数据、报警设置、报警浏览等主要窗口。
    界面功能如下:


    监控界面

    历史曲线

    历史数据

    报警浏览
  6. Web server

    启动界面为监控界面。客户端只能浏览,不能设置和控制。

硬件部分

采集模拟量输入模块,实现数据的采集。采集模块为Adam4017+、4117和4050。
用模拟量采集模块ADAM4017+采集14路高压充油电缆的油压,由ADAM4050采集2路开关量信号,通过RS485和TPC150TC-h连接,把采集的模拟量和数字量显示到TPC中,由上位机的组态软件HMIBuilder处理之后将信息通过局域网发给中心主检测计算机。数据上传是采用modbusTCP转发,在中心主计算机上可以实现检测的功能。
模块1:
安左I左安门测I的3相电压,左安门测II的3相电压;共6路。且为电流信号;
换算关系为:4~20MA,对应:0~6bar
则系数为:0.375
基值为:-1.5
接线方法:

注意:需要在模块内部跳线。
模块2:
安左I成寿寺测I的3相电压,成寿寺测II的3相电压;共6路。且为电压信号;
换算关系为:1~5V,对应:0~6bar
则系数为:1.5
基值为:-1.5
接线方法:

模块3:
安左I左安门主变I,左安门主变II;且为电流信号;共2路。
换算关系为:4~20MA,对应:0~6bar
则系数为:0.375
基值为:-1.5
接线方法:同模块1。
模块4:
4050模块,用了2路DI输入;用于显示电源和接地情况;
接线方法:

系统安全性设计

软件部分

系统进入没有限制,系统长期运行,不能随意退出。所以,退出有密码控制。

硬件部分

模块调试阶段可以进行远程参数设置,运行后,通过拨码开关限制远程参数设置。