器都属于全封闭电气，其中变压器是电网的主要设备，而GIS组合电气设备高度集中，它们在电网中都处于非常重要的地位。GIS组合电气和变压器的结构紧凑、工作环境复杂、运行变量多，经常会发生一些不安全的隐患。依据变压器运行规程和GIS电气运行检修规定要求，必须对GIS组合电气和变压器开展全方位的运行监控工作。

　　本方案提出了一个基于自动化控制和单片机技术的GIS组合电气及变压器外壳监听、测温监控系统，通过对该系统的实施，实现了对GIS组合电气和变压器的声音、温度参量的自动化监控，从而能有效发现GIS组合电气及变压器在新投广、大修后、超负荷运行、事故跳闸等状态下，由于绝缘下降、导体对绝缘件间隙放电而可能出现的电气部件松动、变压器匝间、线圈对铁芯放电、GIS电气部件松动等一系列设备隐患。实现了对GIS组合电气和变压器的部分运行参数安全预控工作。该装置的应用范围广泛，单机系统可作为运行维护人员设备巡查专用工具，网络化系统可为电力部门、发电厂、运转设备提供在线监测功能。

　　1工作原理和系统结构GIS组合电气及变压器监控系统的系统结构如所示，它主要由微处理器、温度传感器、声传感器、AD采样芯片、键盘、液晶显示人机对话接口、声光报警装置和RS485接口及远程监控主机几部分组成。

　　要实现对GIS组合电气和变压器的监控，需要完成两部分工作：对标准信息的收集和对系统状态的监控。

　　标准信息收集的过程为：GIS组合电气和变压器的声音和温度物理参数首先分别通过声音传感器和温度传感器得到模拟电信号，然后通过放大调理电路对模拟信号进行放大和滤波，并经AD采样芯片的两路接口将模拟信号转换为数字信号，系统管理员在对信号进行分析后将标准信号存入标准数据库。

　　系统状态监控的过程为：以类似收集标准信息的过程得到声音和温度物理参数的数字信号将信号定时地提交单片机，单片机将得到的信号与标准数据库中的数据进行比较，当得到的信息超过安全标准，通过声音（蜂鸣器、喇叭等）、信号灯等报警装置报警，通过RS485端口将事件发送到远程控主机，并将事件的类型、参量及发生的时间保存到EEPROM存储器中，该存储器比较多可以保存800多个报警数据，当存储器存满后，自动覆盖比较早的报警历史数据。为此，远程监控主机需要定时地查询历史数据并将数据复制到中心主机中。

　　上述两个过程在同一系统中实现，管理员可以通过远程监控主机或装置的人机对话接口对过程进行手动或自动的切换。

　　该系统具有友好的人机对话界面，管理员可以通过128x64点阵式液晶显示器和简易键盘方便地完成两个工作过程的切换、设置系统参数及查询存储在EEPROM中的历史报警数据等工作。

　　此外，为实现系统的无人化监控、远程集中管理和维护，该系统提供了RS485接口以实现监控系统与远程主机的通讯。并且，远程主机动态地对各监控装置的报警数据进行收集、分析和汇总，从而使管理员对整个监控网络的运行状态了如指掌。

　　2系统的实现声音传感器：声音传感器用来将封闭电气设备内发出的各种声音的强度或声压级，转换为电压信号。

　　温度传感器：负责传感封闭电气外壳温度，将其转换为电压信号。

　　信号调理放大电路：信号调理放大用来对信号进行滤波、放大。

　　AD采样芯片：AD采样芯片用来将经过调理后的信号进行采集和量化，并将数字信号传输给CPU.AD采样芯片可以根据采样的精度要求来选择。

　　8位单片机：8位单片机用来实现数据采集、标准数据保存、数据比较、判断、报警、报警数据存储、人机对话界面、参数设置、RS485通讯等功能。单片机的主程序处理流程如所示。

　　数据存储器：本系统需要两个数据存储器，一个用来保存系统标准信息，如对正常状态的声音、温度对比参数，另一个用来保存系统的设置参数、系统报警数据等。

　　报警装置：报警装置用来在系统声音和温度参数超过安全指标时产生声光报警，它主要由LED、报警灯、蜂鸣器和喇叭等组成。

　　人机对话界面：该部分提供了友好的人机对话界面以方便管理员查询系统状态、设置运行参数。键盘采用4x 4的阵列式键盘，通过I/O口直接连到CPU.显示采用64x128点阵的液晶显示实现，可方便地显示汉字。

　　人机对话界面的显示菜单如所示。

　　通讯，从而实现系统的无人化监控、远程集中管理和维护。具有全双工通讯能力，在总线上比较多可以挂128通讯设备，具有很强的扩展能力。

　　3远程监控及监控网络在实现监控系统单点监控的基础上，为实现系统的无人化监控、集中管理维护、科学分析等目的，每个系统都提供了对RS485接口的支持，通过该接口，各点监控系统可与监控主机进行交互，其中一个RS485总线可连接多达128个监控系统，并且可根据需要进行扩展。远程监控及监控网络扑图如所示。

　　485转换器和软件组成，其中软件由VisualC++实现，它通过SDK串口通讯AP与端口进行交互，软件主要具有以下功能：提供对各点监控系统进行参数设置的多个视图。

　　读取各监控点报警历史数据并进行统计。

　　接收各监控点所发送的报警事件，并对事件进行定位。

　　对所有的历史数据进行统计。

　　4实际应用情况综上所述，本项目在技术上获得了以下几大成果：建立适合于对GIS组合电气和变压器的温度和声音进行实时监控的完善、可扩展的体系结构，从而在保证系统的稳定性的同时，使系统具有较好的扩展性。

　　通过多次在变电所内试验证明，该装置可准确地获得温度和声音各种运行变量。

　　采用数据库技术对温度和声音参数进行集中的管理，并支持查询，为今后采用更强大的温度和声音物理量分析、预控方法打下良好的基础。该装置的简单、易用，集中体现在所提供的友好的人机界面上。

　　可将该系统和电力生产MIS和门户网站紧密结合，从而使该项安全预控工作纳入到电力生产的日常工作中来。

　　该项目是我局2003年度的科技项目，系统的开发研究工作于2003年底完成，在我局的110kV天宁变电所内完成了安装、验收、试运行工作。我们所开发的采样监测装置，同时也作为我局航埠集控站运行人员，正常设备巡视以及主变、GIS电气设备发生异常时的专用监测工器具。

　　通过在我局变电所实际运行情况来看，收到了满意效果。可作为电力部门、发电厂、运转设备专用监视装置，综合自动化变电所主变、GIS电气间隔以及各种运转设备异常情况专用在线监测装置，具有一定的推广价值和可观的经济效益。

　　师，本科，从事变电运行工作