CN208188216U - 一种变压器高压试验计算机智能测控系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种变压器高压试验计算机智能测控系统，包括相互连接的站控管理层、网络通讯层和现场设备层；站控管理层包括服务器以及显示设备和附件设备；网络通讯层包括与服务器连接的数据库、网络交换机和若干串口服务器；网络交换机连接有PLC控制柜、补偿电容器控制柜和测温预警控制箱；现场设备层包括数字电流表、温度巡检仪、温湿度控制器、中间变压器控制器、电抗器控制器和精密互感器控制器；现场设备层还包括连接至网络通讯层PLC控制柜的现场设备各开关量输入输出点。本实用新型能够很大程度上减少试验的风险，使试验始终处在可控、安全的范围内，对企业提升效益，节能减排，促进企业可持续发展，提升产品竞争力将起到巨大作用。

Description

一种变压器高压试验计算机智能测控系统

技术领域

本实用新型属于电力设备技术领域，涉及一种测控系统，尤其是一种变压器高压试验计算机智能测控系统。

背景技术

大型变压器出厂及型式试验，是变压器制造完成后，检验变压器各项电气参数指标的一项措施，是保证产品合格出厂和长期安全稳定运行的检验手段，变压器试验项目繁多，系统复杂，电压等级高、系统容量大、涉及设备多的一套系统。一般涉及多套电动发电机组灵活运用，发电机组多地控制，200Hz与50Hz发电机灵活投切使用，这给系统的设计、安装、调试带来了非常大的困难和风险。设计的多功能性、可靠性、操作的简单性，灵活性是变压器试验的一些特点。

面对如此复杂的试验系统，目前在超高压产品试验中几乎全部是手动操作试验，系统操作复杂，安全可靠性低，数据采集困难，试验记录、计算、汇总、统计工作量很大，但是由于高电压风险大，系统复杂，可靠性要求高，所以至今没有非常完善、可靠的计算机操作系统来替代手工操作。计算机操作代替手工操作这是技术进步的必然趋势，很多变压器厂家寻找此产品，市场有一定的需求。

实用新型内容

本实用新型的目的在于克服上述现有技术的缺点，提供一种变压器高压试验计算机智能测控系统。

本实用新型的目的是通过以下技术方案来实现的：

这种变压器高压试验计算机智能测控系统，包括相互连接的站控管理层、网络通讯层和现场设备层；所述站控管理层包括服务器以及与服务器连接的显示设备和附件设备；所述网络通讯层包括与服务器连接的数据库、网络交换机、若干串口服务器；所述网络交换机连接有PLC控制柜、补偿电容器控制柜和测温预警控制箱；所述现场设备层包括设置在现场或现场设备上、并通过网络通讯层的串口服务器连接至站控管理层服务器的数字电流表、温度巡检仪、温湿度控制器、中间变压器控制器、电抗器控制器和精密互感器控制器；所述现场设备层还包括连接至网络通讯层PLC控制柜的现场设备各开关量输入输出点。

进一步，上述显示设备包括与服务器连接的DVI视频分线器，所述DVI视频分线器通过高清线连接至试验控制室显示器、试验监造室显示器以及现场显示器；所述附件设备包括打印机、UPS和音箱。

进一步，上述服务器通过以太网与网络交换机和串口服务器连接，所述网络交换机通过以太网和光电转换器和光纤终端盒与补偿电容器控制柜(电容补偿柜)、PLC控制柜和测温预警控制箱连接。

进一步，上述网络通讯层的现场设备包括高压开关柜、低压开关柜、PLC柜、控制器机柜。

进一步，上述现场设备层的现场设备各开关量输入输出点包括中间变压器状态信号的开关量输入若干点、试验大厅高压隔离开关的开关量输入输出若干点、开关柜内隔离开关的开关量输入输出若干点、开关柜内断路器的开关量输入输出若干点、补偿电容器塔气动隔离开关的开关量输入输出若干点、发电机启停/升降压开关量输入若干点、运行实时动态开关量输入若干点、报警/记录/查询开关量输入若干点以及补偿电容器塔断路器开关量输入输出若干点。

进一步，上述PLC控制柜包括柜体，在柜体内设置有用于安装各部件的安装板，在柜体的下部通过UPS电源支架设置有UPS电源；所述UPS电源的上方设置有加热器；所述加热器的上方设置有第一走线槽、第二走线槽、第一中间继电器、第二中间继电器和中间继电器底座；所述柜体的上方设置有PLC安装导轨、电源、CPU、存储卡、数字量输入模块、数字量输出模块、模拟量输出模块和通讯模块。

本实用新型具有以下有益效果：

本实用新型的变压器高压试验计算机智能测控系统能够使变压器的整体行业得到大幅技术进步，系统安全性大大提高，避免了由于每年试验人员的失误造成的产品损坏，从事造成的巨大经济损失，本实用新型能够很大程度上减少试验的风险，使试验始终处在可控、安全的范围内，对企业提升效益，节能减排，促进企业可持续发展，提升产品竞争力将起到巨大作用。

附图说明

图1为本实用新型变压器高压试验计算机智能测控系统的总体框图；

图2为本实用新型的PLC控制柜去前门正视图；

图3为本实用新型的PLC控制柜去后门正视图。

其中：1为柜体；4为安装板；5为PLC安装导轨；6为电源；7为CPU；8为存储卡；9为数字量输入模块；10为数字量输出模块；11为模拟量输出模块；12为通讯模块；13为模块连接器；14为第一断路器；15为为第二断路器；16为35mm安装导轨；17为第一中间继电器；18为第二中间继电器；19为中间继电器底座；20为第一走线槽；21为第二走线槽；22为接线端子；23为第三走线槽；24为UPS电源；25为UPS电源支架；26为加热器；27为温湿度传感器；28为温度控制器；29为风扇。

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型做进一步详细描述：

参见图1，本实用新型的变压器高压试验计算机智能测控系统包括相互连接的站控管理层、网络通讯层和现场设备层。

其中，站控管理层包括服务器FWQ以及与服务器FWQ连接的显示设备和附件设备；显示设备包括与服务器FWQ连接的DVI视频分线器，DVI视频分线器通过高清线连接至试验控制室显示器、试验监造室显示器以及现场显示器；附件设备包括打印机、UPS和音箱。服务器FWQ通过以太网与网络交换机和串口服务器连接，网络交换机通过以太网和光电转换器和光纤终端盒与补偿电容器控制柜(电容补偿柜)、PLC控制柜和测温预警控制箱连接。

在本实用新型的最佳实施例中，DVI视频分线器通过高清线连接有试验控制室的大屏显示器(可选LG65寸液晶监视器)，DVI视频分线器还通过DVI光纤延长器和4芯光纤(2用2备)连接至试验监造室内的大屏显示器(可选LG65寸液晶监视器)。对于现场站控管理层的显示器，DVI通过高清线连接现场显示器(可选22寸液晶显示器)。

网络通讯层包括与服务器FWQ连接的数据库WT、网络交换机、若干串口服务器；网络交换机连接有PLC控制柜、补偿电容器控制柜和测温预警控制箱。服务器FWQ通过GPIBUSB-HS转换卡连接至数据库WT。

现场设备层包括设置在现场或现场设备上、并通过网络通讯层的串口服务器连接至站控管理层服务器FWQ的数字电流表、温度巡检仪、温湿度控制器、中间变压器控制器、电抗器控制器和精密互感器控制器；所述现场设备层还包括连接至网络通讯层PLC控制柜的现场设备各开关量输入输出点。现场设备层的现场设备包括高压开关柜、低压开关柜、PLC柜、控制器机柜。

现场设备层的现场设备各开关量输入输出点包括中间变压器状态信号的开关量输入若干点、试验大厅高压隔离开关的开关量输入输出若干点、开关柜内隔离开关的开关量输入输出若干点、开关柜内断路器的开关量输入输出若干点、补偿电容器塔气动隔离开关的开关量输入输出若干点、发电机启停/升降压开关量输入若干点、运行实时动态开关量输入若干点、报警/记录/查询开关量输入若干点以及补偿电容器塔断路器开关量输入输出若干点。

在本实用新型的最佳实施例中，如图1所示，网络通讯层包括有两个串口服务器，是两个串口服务器NPort5610-8，记为第一串口服务器和第二串口服务器，其中，第一串口服务器分别通过屏蔽双绞线构成的RS485现场总线连接1.2PS温度巡检仪(设置在高压开关柜上)、中间变压器控制器和高压开关柜的5n保护测控装置；第一串口服务器还连接有1.2PA数字电流表(设置在高压开关柜上)，另外，第一串口服务器还连接1n保护测控装置(设置在高压开关柜上)、精密互感器控制器、电抗器控制器和中间变压器温度控制器；此外，第一串口服务器还通过屏蔽双绞线构成的RS485现场总线连接至高压开关柜的1TH温湿度控制器、低压开关柜的1TH温湿度控制器、现场设备的PLC柜的1TH温湿度控制器以及控制器机柜的1TH温湿度控制器，其中，控制器机柜的1TH温湿度控制器还连接有支撑屏的1TH温湿度控制器。第二串口服务器的连接方式与第一串口服务器的连接方式相同，在本实用新型中，两个串口服务器所连接的各种传感器也可以根据试验内容的不同，随机调整连接的传感器类型，以满足不同试验要求和试验目的。

在网络通讯层中，网络交换机(IKS-6726-8PoE)均通过以太网以及设置在以太网线路上的光电转换器和光纤终端盒连接至各设备上，并且采用的光纤均为4芯光纤，以实现2用2备用的目的。

参见图2和图3：本实用新型的PLC控制柜包括柜体1，在柜体1内设置有用于安装各部件的安装板4，在柜体1的下部通过UPS电源支架25设置有UPS电源24；UPS电源24的上方设置有加热器26；加热器26的上方设置有第一走线槽20、第二走线槽21、第一中间继电器17、第二中间继电器18和中间继电器底座19；柜体1的上方设置有PLC安装导轨5、电源6、CPU7、存储卡8、数字量输入模块9、数字量输出模块10、模拟量输出模块11和通讯模块12。

本实用新型通过计算机控制和监视变压器试验的各种电气状态和电气参数。控制项目有：中间试验变压器档位调节，电抗器档位调节，精密互感器档位调节，发电机励磁合闸、分闸，输出合闸、分闸，发电机升压、降压，隔离开关合闸、分闸等等。检测参数有：发电机电流、电压，电抗器电流，电容器电流，中间变压器电压、电流，功率分析仪的电流、电压、功率、功率因数等参数，调压器电流电压等参数。

试验前，输入变压器的主要技术参数，计算机首先计算，设定试验的各种数据，通过计算机自动控制，完成变压器的出厂和型式试验的要求。

基于以上变压器高压试验计算机智能测控系统，本实用新型可以实现各种试验方法，包括以下内容：

空载试验：

由服务器根据产品序号调出产品参数或由试验员确定试验电压，调整中间变压器并确认，调整电压互感器档位并确认，调整电流互感器档位并确认。操作各刀闸并判断位置是否正确，依次合各开关并验证是否合上，控制发电机升压，当电压在误差范围之内时，系统自动测试，按平均值电压校准空载损耗值，自动保存数据，降低电压，依次断开各接开关并确认，试验结束。

试验员可依据情况调整试验持续时间，以便观察被试品情况。在空载试验中依据被试变压器设定有过电流、过电压、电压不平衡保护，在保护动作时将动作时的值锁定，以便分析故障性质。

负载损耗试验

由服务器根据产品序号调出产品参数或由试验员确定试验电流、试验电压，调整中间变压器，调整电压互感器档位并确认，调整电流互感器档位并确认。操作各刀闸并判断位置是否正确，依次合各开关并验证是否合上，可自动或手动调整，当电流在误差范围之内时，系统自动测试，施加电流在50％额定电流以上时按100％电流换算阻抗电压，换算损耗值，按标准温度换算损耗值，自动保存数据，降低电压，依次断开各开关并确认，试验结束。

试验员可依据情况调整试验持续时间，以便观察被试品情况。负载损耗试验可直接在额定分接，最大分接和最小分接分别进行，数据可依次保存在数据库中。在负载试验中依据被试变压器设定有过电流、过电压、电压不平衡、电流不平衡等保护，在保护动作时将动作时的值锁定，以便分析故障性质。

感应耐压试验

由服务器根据产品序号调出产品参数或由试验员确定试验电压和试验时间，调整中间变压器档位并确认，调整电压互感器档位并确认，确定试验电流，调整电流互感器档位并确认。确认各刀闸位置并判断是否正确，依次合各开关并验证是否合上，控制发电机升压，系统自动计时，计时结束，降低电压，依次断开各开关并确认。

试验员可依据情况调整试验持续时间，以便观察被试品情况。在感应电压试验中依据被试变压器设定有过电流、过电压、电压不平衡、电流不平衡等保护，在保护动作时将动作时的值锁定，以便分析故障性质。

温升试验

具有温度采集和温升计算模块，除环境温度外，至少达到9点同时自动测量和自动进行实时温度曲线记录。温升试验由服务器控制总损耗，并进行温度测量，当温升稳定后自动降到额定电流，一小时后准备进行热电阻测量。实测数据和计算结果数据归档至数据库，供随时查询、打印。

在本实用新型的服务器上，具有人性化人机界面，试验开始至结束，均有系统提示操作。所有的试验数据均保存在系统数据库内，可按不同的方式查询和打印，如按试品编号、试验日期查询，或按试验顺序用滚动方式进行模糊查询。系统配备与主工控计算机(服务器)联网的网络上计算机使用的软件，供网上其他终端计算机查询、打印试验记录和输入直流电阻、变比等其他数据用。本实用新型的系统还设置有紧急停止按钮，即使服务器死机，也不会失控。在服务器上，能够查询、显示、控制系统中的所有主要运行数据，如机组的各点温度、超温报警、电流、电压、功率、功率因素、有功功率、频率等参数的实时值。

综上所述，本实用新型实现了真正的遥控、遥测、遥讯、遥调，系统自动检测，自动控制，自动计算，自动出试验报告，系统安全性大大提高，系统精度准确保证，操作人员工作量减少，事故率降低。

Claims (6)

1.一种变压器高压试验计算机智能测控系统，其特征在于，包括相互连接的站控管理层、网络通讯层和现场设备层；所述站控管理层包括服务器(FWQ)以及与服务器(FWQ)连接的显示设备和附件设备；所述网络通讯层包括与服务器(FWQ)连接的数据库(WT)、网络交换机、若干串口服务器；所述网络交换机连接有PLC控制柜、补偿电容器控制柜和测温预警控制箱；所述现场设备层包括设置在现场或现场设备上、并通过网络通讯层的串口服务器连接至站控管理层服务器(FWQ)的数字电流表、温度巡检仪、温湿度控制器、中间变压器控制器、电抗器控制器和精密互感器控制器；所述现场设备层还包括连接至网络通讯层PLC控制柜的现场设备各开关量输入输出点。

2.根据权利要求1所述的变压器高压试验计算机智能测控系统，其特征在于，所述显示设备包括与服务器(FWQ)连接的DVI视频分线器，所述DVI视频分线器通过高清线连接至试验控制室显示器、试验监造室显示器以及现场显示器；所述附件设备包括打印机、UPS和音箱。

3.根据权利要求1所述的变压器高压试验计算机智能测控系统，其特征在于，所述服务器(FWQ)通过以太网与网络交换机和串口服务器连接，所述网络交换机通过以太网和光电转换器和光纤终端盒与补偿电容器控制柜、PLC控制柜和测温预警控制箱连接。

4.根据权利要求1所述的变压器高压试验计算机智能测控系统，其特征在于，所述现场设备层的现场设备包括高压开关柜、低压开关柜、PLC柜、控制器机柜。

5.根据权利要求1所述的变压器高压试验计算机智能测控系统，其特征在于，所述现场设备层的现场设备各开关量输入输出点包括中间变压器状态信号的开关量输入若干点、试验大厅高压隔离开关的开关量输入输出若干点、开关柜内隔离开关的开关量输入输出若干点、开关柜内断路器的开关量输入输出若干点、补偿电容器塔气动隔离开关的开关量输入输出若干点、发电机启停/升降压开关量输入若干点、运行实时动态开关量输入若干点、报警/记录/查询开关量输入若干点以及补偿电容器塔断路器开关量输入输出若干点。

6.根据权利要求1所述的变压器高压试验计算机智能测控系统，其特征在于，所述PLC控制柜包括柜体(1)，在柜体(1)内设置有用于安装各部件的安装板(4)，在柜体(1)的下部通过UPS电源支架(25)设置有UPS电源(24)；所述UPS电源(24)的上方设置有加热器(26)；所述加热器(26)的上方设置有第一走线槽(20)、第二走线槽(21)、第一中间继电器(17)、第二中间继电器(18)和中间继电器底座(19)；所述柜体(1)的上方设置有PLC安装导轨(5)、电源(6)、CPU(7)、存储卡(8)、数字量输入模块(9)、数字量输出模块(10)、模拟量输出模块(11)和通讯模块(12)。