石家庄高地告诉你智能数字保护技术在电炉变压器中的应用

随着供电系统自动化的开展，传统的模仿式继电维护已不能完整满足平安运转、集中管理的请求。应用现场总线技术，完成智能化、网络化测控维护是技术开展的必然趋向。为此，我们研制了基于CAN总线的电炉变压器智能维护检测与监控局域网络系统。目前此技术已在某些冶炼厂拥有应用，系统将微机监控与全数字化微机维护测控技术、高速网络通讯技术分离起来，完成了电炉变压器的运转参数实时监测与在线毛病诊断，为消费过程的优化决策和在线控制提供了科学根据。 

　　金属冶炼消费过程中电炉变压器是主要电气设备。电炉的消费才能是企业的一项重要技术指标，电炉变压器的功率和平安系数直接影响电炉的消费和企业本钱；电炉变压器工作条件恶劣，调压等级多，二次电压低，电流高达上万安培，由于冶炼过程的工艺的特殊请求，电炉变压器必需接受大的电流冲击和电压动摇。为了变压器的平安稳定运转，其电气维护的平安性、有效性和快速性具有非常重要意义。 

　　一、现场总线监控系统组成 

　　CAN是控制局域网络（ControlAreaNetwork）的简称，是由德国Bosch公司为汽车的监测和控制系统而设计的总线式串行通讯网络，适用于工业过程控制设备和监测设备之间的互连。总线控制系统采用三层体系构造，监控调度主站（监控调度层）--CAN总线（测控层）--智能测控维护单元（监控对象层）。监控调度主站由工业PC机和网卡组成，网卡完成RS－232与CAN总线之间的协议转换，完成工业PC机与CAN总线衔接。 

　　监控调度主站操作系统采用WindowsNT4.0Workstation简体中文版，软件采用面向对象的全32位BorlandDelphi编写，可便当地完成丰厚直观的模仿图形显现，报表打印与数据库处置，特殊功用如开关操作、参数设计需校验密码前方能执行，为了进步牢靠性，监控调度主机设为两台，互为备用。 

　　CAN为多主方式工作，网络上任一节点均可在恣意时辰主动地向网络上其它节点发送信息，通讯方式灵敏，无需站地址等节点信息，应用该特性可便当地构成多机备份系统。CAN总线通讯采用短帧构造，每一帧的有效字节数为8个，因此传输时间短，数据出错率低，当节点严重错误时，具有自动关闭功用，以切断该节点与总线的联络，使总线上其它节点及通讯不受影响，具有较强的抗干扰才能。 

　　二、系统硬件组成 

　　1、硬件组本钱系统硬件主要包括工业控制机（IPC）现场CAN总线I／O模块、接口板和测控维护单元等。 

　　工业控制机（IPC）组成有All－In－One型CPU卡（Pentium－550，32MB内存，512KBCache，EIDE集软驱动器接口，两串一并接口），PCI－S3兼容的图形加速芯片及2MB显存也集成在卡上。监控主机设为两台，互为备用。总线插槽上插高速隔离CAN智能通讯卡I／O模块（担任与各测控维护单元交流信息）及工控机的CAN总线（高速加强型）接口板。通讯控制器采用PHILIPS公司的SJA1000，总线收发器运用PCA82C250，提供对总线的差动发送和接纳。监控调度主站的工业控制机经过网卡作为数据缓冲与CAN总线衔接，SJA1000和PCA82C250组成规范的CAN总线，完成与智能测控单元的数据交流，如图2所示。 

　　2、系统功用测控维护单元是整个维护监控系统的根底和关键。它由微处置器、信号输入／输出回路、通讯接口及相应的软件构成。系统中MCU选用Intel87C196KC－20，这是由于其运算速度快（每时钟周期0.1μs），实时处置才能强（HIS、HSO、PTS），内置488BRAM，无存放器瓶颈，其运转速度为Intel8098有2～3倍，程序可固化于片内16KBEPROM（OTP），另外扩展一片串行EEPROM作为运转参数存贮器，一片32KBSRAM存贮录波数据。 

　　控制室内仅放置主机和交流电源安装，测控维护单元均分散到开关柜上，从开关柜到控制室只要一根双绞屏蔽通讯电缆衔接。 

　　基于牢靠性思索，与电力设备一对一设置，既可独立并行工作，独立完成相应一个设备（如一条出线）全数字化数据丈量、逻辑运算、毛病判别、维护及手动操作等功用，又可向上位机传送设备运转数据、开关位置及承受上位机发来的设定值。另外，与主机隔离，即便主机脱离运转也不影响各测控维护单元功用。当需求控制维护的设备增加时，只需在相应设备的开关柜上增设一个单元，便可疾速投入运转。若某一单元呈现毛病，只需停运该设备，改换相应单元，并不影响其他设备正常运转。 

　　三、系统参数剖析 

　　1、主要工艺参数金属熔炼过程的主要工艺参数包括：UABP、UBCP、UCAP表示电炉变压器的一次电压，U1P、U2P、U3P表示二次电压，IAP、IBP、ICP表示一次电流，TP表示油温。 

　　依据这些参数的瞬时值及其变化状况，可判别消费情况。如变压器油温显著上升意味着变压器可能过载或内部漏电等。为使车间调度人员和技术人员实时观测消费过程和设备运转状态，以疾速调整和肯定各工序消费和设备运转，控制各环节的参数，即应用智能维护测控与监控系