利用CompactRIO和LabVIEW实时模块搭建变压器监测系统

　　挑战:

　　设计开发变压器监测系统(TMS)以完成关键参数的采集、处理、分析以及与数据中心的通信工作，进而对电力网络中广泛分布的配电变压器进行分析处理和可视化监控。

　　解决方案:

　　采用NI LabVIEW软件和CompactRIO平台、利用通用无线分组业务(GPRS)通信接口实现远程配电变压器的数据采集任务。使用地理信息系统(GIS)和基于Web的应用提供图形化的可视界面。

　　配电变压器是配电系统的重要组成部分。我们决定开发一套远程系统以实现对变压器的定期监测，因为人工检测的成本较高，不够经济。虽然我们很早以前就需要对变压器实时的远程监测，但直到最近我们才拥有了可行的通信媒介和数据采集系统。在过去几十年里，随着现场可编程门阵列(FPGA)的技术快速发展，分布式网络的可靠性得到了很大的提升。电力监控操作人员除了需要像电流和电压这类传统的技术数据，还需要类似变压器内的油温和油面高度这些信息，进而保证可靠的电力供应以及辅助他们做出日常的决策。

　　系统描述

　　我们开发的变压器监测系统(TMS)使用CompactRIO与GPRS/码分多址(CDMA)通信接口以实现变压器的日常用电量、总用电量的远程采集，实时和长期数据管理、自动生成报告、能源核算，并在集中式数据中心的GIS上图形化地显示变压器的状态(见图1)。

　　图1.变压器监测系统架构

　　用户界面

　　数据中心应用程序包括一个利用LabVIEW(见图2)开发的交互式用户界面，用户可以根据电力网络层次结构以不同的格式查看实时数据和历史数据。该应用程序可以实时地从多个CompactRIO模块同步采集数据，还可以根据需求按预先制定的计划采集数据。

　　图2.用户界面

　　管理信息系统

　　管理信息系统(MIS)使得各电力公司对系统稍作调整且无需太多时间和资金投入就可以升级运行。MIS的图形化的分析报告(图3和图4)以一种及时准确的方式提供了相关的信息。这些报告可以在机构的各种决策层发挥作用，满足了企业内部和外部的不同需求。

　　图3.MIS报告(油温)

　　图4.MIS报告

　　断电管理系统

　　断电管理系统(OMS)包括所有与客户电力中断事件相关的业务流程和支持技术。断电管理一般包括断电通知和一般服务问题。通过给客户提供快速准确的维护和断电故障信息，OMS简化了工作安排、提升了客户服务质量。系统通过电子邮件、短信息和图形用户界面将编程预定义的参数发送给用户，并针对违规操作、功率因子异常、存在干扰等情形提供了报警服务功能。