输变电在线监测系统软件技术报告.pdf
基于无线传感技术的输变电设备在线监测基于无线传感技术的输变电设备在线监测系统软件系统软件技 术 报 告华中电网有限公司华中电网有限公司武汉慧测科技有限公司武汉慧测科技有限公司20072007 年年 1212 月月目目录录一、概述.03二、系统功能的发展概况及实现结构系统功能的发展概况及实现结构.04“客户机/服务器”结构.04“浏览器/服务器”结构.05 基于“浏览器/服务器”体系的在线监测系统.06三、系统功能结构介绍系统功能结构介绍.07 功能结构图.07 主要程序流程图.08四、系统软件说明系统软件说明.10 运行环境要求.10 软件安装.10 初始数据录入与参数设置.12 监测设备资料设置.13 系统使用功能说明.16 日常维护及常见故障处理.20 系统维护工具.212一、概一、概 述述输变电在线监测系统是属于整个设备状态检修及诊断管理的一部分,也是信息系统建设的一部分。因此，同样需要遵循信息系统建设的规范。信息交换的首要条件是规范交换方式,因此在信息系统建设过程中,应遵循国家的有关标准和行业的有关规定,这样才能保证向国家有关部门和向行业主管单提供企业数据时的规范、统一、便捷。电力企业的管理信息系统在满足国家规定的基础上应首先满足电力行业的管理信息系统实用化建设标准,这个标准是对电力企业管理信息系统总的约束和要求,是各个企业管理信息系统进行数据交换的基础。随着传感器技术、计算机技术、通讯技术的发展和运用，结合现代人工智能技术和信息处理技术，在线监测技术得到迅速发展和应用。输变电在线监测系统在获得大量的数据基础上，分析设备的绝缘状态变化趋势，从中寻找危险征兆，并依据多项检测结果来综合判断运行设备的绝缘水平，是变电站实施状态检修重要的技术基础。系统软件对全站安装的在线监测装置进行管理，按照指定的时间间隔自动与每个监测仪通讯，读取测量数据，保存在数据库中，并能够做误差初步处理，去除较大误差，计算平均值。能够根据要求采用一定的判断规则对所测量的数据分析，给出每个被监测设备的绝缘状况，供检修人员参考。本项目我们将以上述规定和如下标准作为设计依据：项目任务书需求说明电力部全国电力计算机信息网络建设规划计算站场地技术条件(GB2887-89)计算站场地安全要求(GB9361-88)计算机软件开发规范(GB8566-88)信息分类与代码设计,能源部信息中心,1992计算机软件产品开发文件编写指南(GB8567-88)3二、系统功能的发展概况及实现结构二、系统功能的发展概况及实现结构2.12.1“客户机“客户机/服务器”结构服务器”结构传统的(C/S)客户端/服务器体系是一种典型的分层软件体系结构，如下所示。客户机客户机客户机服务器它把系统分为客户、服务器两部分，在服务器端存储数据库、表及数据，而在客户端安装程序代码和相关支持软件。客户-服务器体系的优点在于应用与数据的分离，并且由于数据在服务器上保存，保证了数据的唯一性。但基于客户-服务器体系开发的应用系统也有一些方面尚不够完善，不能适应不断增长的多方面需求，主要体现以下几点：对操作系统的依赖性强，不同操作系统之间数据交流困难；用户访问与操作不方便，用户进行操作与访问必须要安装对应的程序；当客户数量达到一定数量时，系统的维护工作量变大，例如：所有客户都得安装相应的数据库驱动程序；扩充性差，兼容原有系统必须对所有的用户进行程序的更新。同时，这种体系也不方便利用已成为发展趋势的 Internet 网和 WWW 浏览器。因此，需要一种新的方式来取代它。42 22 2“浏览器“浏览器/服务器”结构服务器”结构随着 Internet 的迅速发展，它已深入到人类社会的各个角落，并正在引导一场新的技术革命。而 Internet 的主角就是 WWW。它采用超链接的方式，以文件的形式传递各种不同类型的数据信息，为信息的交换和共享提供了有史以来最经济实用的手段。用浏览器作为软件查阅信息与操作的方法与传统方法相比，具有以下优势：用浏览器方式浏览信息特别简单，用户只需在所要看的信息上用鼠标点击一下，即可查看所需信息。浏览器对用户要求小，一般的操作系统都会自带浏览器，不需进行其他设置。正因为浏览器方式具有上述这些优点，因此一种浏览器方式为基础的体系结构迅速发展壮大起来，那就是浏览器/服务器方式(B/S)，如下图所示：客户机Internet服务器客户机前面提到过，对 C/S(客户/服务器)方式，由于在客户端安装程序代码和相关支持软件，给系统的使用和维护都带来不便。而浏览器/服务器方式则很好的解决了这个问题。如上图所示，这种体系结构是将系统分为服务器与浏览器两部分，两部分之间通过 Internet 相连接。浏览器/服务器方式的数据及应用可通过不同平台、不同网络存取，与平台无关，伸缩性大。此种方式具有以下特点：1、易用性好：用户使用单一的浏览器软件，通过鼠标的点击即可访问文本、图像、数据库等信息，特别适合非计算机人员使用。2、易于维护：由于客户端除了标准浏览器之外无需专用的软件，系统的维护工作简单。3、扩展性好：浏览器/服务器方式使用标准的访问方式，同时软件的升级与5维护集中在服务器端进行，使得软件具有良好的扩展性。4、安全性好：通过配备防火墙，并在服务器端进行用户群的权限设定，可以保证供电单位人员访问的安全性。2.32.3 基于“浏览器基于“浏览器/服务器”体系的在线监测系统服务器”体系的在线监测系统利用基于“浏览器/服务器”方式，可以极为方便用户进行随时查看在线设备的状态，对于不安全的情况可以随时时行排除。在这里，我们采用三层体系结构进行系统设计。这种体系结构信息发布系统可划分为三层：客户层、中间层(应用服务器层)、数据层(数据库服务器层)。客户机客户层客户机用户以网页方式进行操作与访问不用安装任何软件Internet无线发送模块通过COM口与无线模块进行数据通讯无线采集模块中间层服务器将收到的数据进行处理并保存到数据库中数据层数据服务器系统为现流行的 B/S(浏览器/服务器)体系结构，后台数据库采用 sqlserver2000，客户端采用浏览器方式进行数据查看、分析与处理。现场监测服务器端程序运行于现场计算机，客户端可通过网页浏览器方便地进行设备的实时监控。PMI数据库服务器程序浏览器测试仪数据6三、系统功能结构介绍三、系统功能结构介绍【功能结构图】【功能结构图】现场监测程序设备位图显示历史数据分析参数设置报警记录查询运行日志查询系统维护用户配置设备位置故障维护容性传输测试温度传输测试断路器传输测试容性设备温度设备断路器设备数据报表数据曲线传感器设置系统参数设备类别通讯端口报警设置用户管理模块功能：模块功能：1、设备位图显示：显示对应的容性设备、温度设备、断路器设备在现场的分布图，并清晰显示最新的设备状态，包括在线状态、相对介损、泄漏电流、电容变化率等信息，同时简单分析设备的运行状态。同时，对数据进行误差处理，并根据判别规则判断被测设备绝缘状况，给出诊断结果，对绝缘状况恶化的设备给出报警信息。2、历史数据分析：查询某个或几个设备某段时间的运行数据，提供数据报表、曲线绘制、打印、导出功能，并可对数据做误差分析，分析测量数据的准确性。3、参数设置：进行系统基本参数的设定，包括传感器、测试仪的增加、删除，属性修改；系统运行参数设定；用户管理；设备类别设置；报警值设定。4、报警记录查询：查询以往的报警记录。5、日志管理：运行过程的一些错误信息记录。供管理员维护时参考。6、系统维护：列出一些常见系统故障与解决方案，用户可根据故障信息指导排除一些常见故障。7、用户配置：登录用户的用户密码与用户姓名的设定。7【主要模块程序流程图】【主要模块程序流程图】设备诊断报警：对于设备（容性设备、温度设备、断路器设备）的诊断报警在主窗口界面上进行显示，对于设备采取以采样数据的日平均值来进行设备的诊断。通过设定等待计时器 timer1，（每天的一个固定的时间）产生动作事件进行各类设备的采样数据分析，判断设备状态，如下图所示：设备诊断线程：计时器事件Time=23:59:55?是创建设备诊断线程结束开始打开 equipment表(传感器)是否存在是否以设备编号时间为参数调用逻辑过程对设备分析结果直接存入equipment表NEXT从 equipment表选择 flag 不为 0的记录是否存在是否在示意图上找到相对应的标签双向通讯处理基本流程改变其属性给出报警信息Next结束8自动读取数据：自动采集时间初始化计时器事件是否到设定的自动采集时间是创建采样线程并执行结束采样数据线程流程图：开始打开测试仪列表从中选择在线的设备列表是否存在是读取该测试仪组下传感器资料到数组即找出设备对应传感器的地址与顺序编号发送对应地址命令并等待返回数据读数据是否成功否错误信息写入日志界面给出错误信息是调用逻辑方法保存数据并将返回的测试双向通讯处理基本流程仪状况写入 eqkind 表的 statusNext结束9四、系统软件说明四、系统软件说明运行环境要求硬件：内存1G硬盘剩余空间 10G有标准 RS232 串口软件：操作系统:WIN2000/WIN XP数据库:SQLSERVER2000以上软件安装第一步安装 SQL SERVER 数据库（版本 SQLSERVER2000以上版本）具体安装方法参见 SQLSERVER安装光盘或资料。第二步 启动 sql server 服务：从开始菜单运行 sql server manager出现以下窗口后，点击 小箭头：选择MSSQLServer10启动服务选中改选项下次系统将自动启动服务如果安装成功，启动服务后，任务栏将出现 SQL SERVRE图标，并有绿色小箭头标志。第三步 安装监测系统软件插入绝缘在线监测安装盘会出现安装界面（如果没出现则运行setup.exe），按照安装界面提示进行服务器端软件的安装。初始数据录入与参数设置步骤：1)绘制监测点示意图2)设置系统运行参数3)输入监控设备资料4)重新启动服务器绘制监测点示意图监测软件的主界面是一幅监测点示意图，可以显示实时数据、整个系统的运行状态数据及报警信号。监测点示意图可以选用一种绘图工具绘制，然后导出成位图格式文件 XK.BMP 复制到程序安装目录下覆盖原来的文件即可。Sqlserver manager11设置系统参数1开始使用系统之前必须先输入运行相关参数：运行程序：开始-程序-绝缘在线监测系统-绝缘在线监测进入系统的初始密码为用户名：sa，密码：pmi。从菜单中选择“系统设置”进入如下窗口并按下系统参数按钮:在此输入该站在整个在线监测监测系统中的编号以及站点名称,输完后按下提交。2选择通讯端口：进入通讯页，从下拉列表中选择相应的 COM 口（与测试仪进行通讯的串口号）。12选择端口输入监测设备资料完成以上设置后，按下测试仪，进入测试仪资料录入。在本系统中,一个单元测试仪即对应一个组别,一般来说它下面有三个具体设备（监测点）,即 ABC三相(在传感器页设定).该站安装了多少个测试仪，则必须添加相应组设备。注意这里对于设备分为容性、测温、断路器设备三种设备，可以分别设定。增加：在上方输入完各项数据后，按下增加按钮；修改：在表格中选择一个监测设备，然后在上方修改数据，然后按下确认修改；删除：在表格中选择一个监测设备，然后按下删除。13各参数具体设置方法：序号：在系统中作为该组的唯一标识，自动生成；组名：50 个字符以内（一般输入被监测设备名称，如 504CT）；地址：即该组设备的通讯端口地址（测试仪出厂时指定），地址不能有重复，地址不正确则数据不能采集上来；在线标志：表示该设备是否投入工作，只有在线时才能自动监测；设备布局：即设备在主接线图上的位置；如下图所示：14输入完测试仪参数后，进入传感器 页，可以查看传感器的设置，在输入测试仪信息时会自动生成传感器参数（默认 A/B/C 三相）。注意：请注意每个传感器的类别设置必须正确，默认类别为 1，即电容性设备。如果是避雷器则需要指定为避雷器类别。可参设备类别页。参数含义说明：设备序号：在系统中作为该设备的唯一标识，自动生成；设备名称：50 个字符以内；相别：1A 相，2B 相，3C 相；设备类别：目前监控设备类别有：电容性套管，氧化锌避雷器等，请从下拉列表中选择。地址：即该组设备的通讯端口地址，地址不能有重复，地址不正确则数据不能采集上来；地址顺序：即对应该组地址中所对应的地址顺序（1-32）中的一个，注意不能同组地址中不能有重复；系统使用功能说明主界面操作初始数据设置好后，启动程序将会进入主控界面，界面上的每一个小图标代表15一个单元测试仪，图表的颜色指示了被监控设备的状况。绿色正常，灰色离线，黄色预警，红色警报。主界面操作如图：从菜单和工具条中可进入其他功能窗口；单击小图标可以查看实时的数据，如果出现通讯失败，请检查通讯端口设置是否正确，通讯线路是否正常。按下开始/停止按钮可以使系统处于工作/停止工作状态；历史数据分析由主控窗口上的工具条或是菜单栏可进入以下各模块（如果有访问权限的话）。该窗口包括了二个功能能模块：历史数据查询、曲线分析。如图：查看历史数据：现选择要查看的设备，然后选择时间段，在选择数据类别（原始数据、日平均值）。然后按下【查询】。表格内将显示满足条件的数据，单击列标题可以实现排序。16绘制变化曲线：在上图中选择好设备后，打开变化曲线页，选择需要绘制曲线的测量数据，按下刷新按钮，就可以绘制出所选设备在选定时间段内的运行曲线。可以同时绘制任意多条曲线。点击可以将查看单个图表的详细信息，如图：报警记录查询系统会对所有报警记录自动保存，通过报警记录查询可以查看，进入【报警17记录】查询窗口，选择时间段，按下【查询】即可查询到满足条件的报警记录。运行参数设置前面介绍了初始参数设置，下面是一些相关的可选参数项的设置，同样在【系统设置】窗口内操作。测量选项：系统参数页中进入【测量参数】，如图：各选项说明：采样间隔：即采样的频率，每隔多少分钟测量一次；连续采集 N 次，取平均值：为了去除误差，系统所存储的测量数据都是连续采集多次而取平均值，此处可设置次数，默认 8 次；自动清除粗大误差：系统可能由于外界的干扰冲击，而采集到异常大或小的数据，可以选用该功能自动清除；启用设备状态诊断、报警功能：系统有后台自动分析数据功能，可以对监测设备绝缘状况诊断，并给出报警信息；修改完后请按下确认修改用户设置：设置系统的用户及权限，系统默认一个用户，用户名：sa,密码:pmi，可以在次处自行添加用户，并设定不同的权限。18为了保护系统的安全，可以控制每个用户的权限。报警值设定当系统稳定运行以后，可以设定报警值，当数据系统综合分析确认数据超标后将会给出警示信息。报警值分 2 级：预报警和报警。可以由系统自动计算报警值（依据有关预试规程和经验），也可以人工设定，双击表格可以编辑。如图：日常维护及常见故障处理日常维护内容主要是查看系统运行状况是否正常，有报警信息时上报有关部门加强对设备绝缘的监视。系统正常运行状况：主界面状态栏计时器按秒跳动，跳到0时开始测量。界面图标都应是正常颜色。点击监测点标识弹出窗口会显示实时测量数据，自动测量时不会弹出窗口。黄色、红色闪烁表示发现绝缘缺陷。常见故障状态：1状态栏计时器停止跳动，则可能程序工作出现异常，需要重新启动程序；2弹出窗口没有数据显示，显示文字设备停电或复位，如果一次设备并未停电而且历史数据也中断较长时间，则可能是监测设备故障，可以将该监测仪电源关闭后重新打开，半小时应该可恢复正常；3某个监测点图标变成故障状态颜色，表示该设备工作异常，需要对该设备19检修。4程序报告其他错误信息，请重新启动系统。5所有监测点变成故障颜色，请检查计算机的通讯端口设置及计算机串口上的 485 接头是否松动。如果没有则可能是测试仪通讯故障，请联系厂家。系统维护工具从系统维护实时通讯测试温度传输测试断路器传输测试可以打开针对不同设备类型的测试界面，对不同设备传输值进行数据分析。主要是用来测试计算机与单元测试仪的通讯情况。20
