供电设备绝缘油综合诊断系统的设计与实现

  摘 要：介绍充油供电设备绝缘油色谱分析、常规化验结果处理的微机管理、诊断，以及网络信息化管理的软件设计和部分功能的实现。 
        在供电运营单位，对充油供电设备运行的质量监督，主要体现在对绝缘油的分析和化验上。对绝缘油的分析，就是利用油中溶解气体的色谱分析，对充油供电设备的运行状态进行有无潜伏性故障的诊断。对绝缘油的化验，就是对绝缘油进行有关项目的化验以确定其油质的优劣。两者在结果处理的分析诊断上都存在着专业化程度高、相对复杂和繁琐的特点。本文介绍将以上过程融为一体，运用微机进行管理与综合处理诊断，同时利用网络技术，在局域网内对运行设备的分析结果实现信息共享的软件设计。 
        一、系统设计 
        1．设计原则 
        在色谱分析的诊断管理设计上，根据GB/T 7252-2001《变压器油中溶解气体分析与判断导则》，综合电力系统变压器油色谱分析专家知识，总结在该领域长期实践的经验，对原DOS版进行升级和扩容。在绝缘油化验分析方面的设计，依据DL/T596-1996《电力设备预防性试验规程》有关试验项目和要求进行研制。在结果信息处理上，采用CS及B/S结构，形成一个基于Windows视窗界面，对充油供电设备绝缘油进行综合、全面的分析处理以及设备运行质量的专家诊断的网络信息管理系统。 
        2．总体结构 
        该系统基于Delphi+ADO+SQL Server基本框架，客户（局域网内其他部门）无须安装任何软件，可通过浏览器进行设备诊断和查询访问，高级用户（数据控制中心）可对系统数据库、诊断规则进行网络远程维护。总体结构框图见图1。 
        系统使用SQL Server 2000数据库作为后台数据库，客户机／服务器+Data Base Web应用程序，基于Web技术的三层结构模型。其中，客户层：Web浏览器，实现客户界面；应用逻辑层：兼有应用服务器功能的web的服务器，响应客户请求，实现应用逻辑，完成对数据库的连接和访问；数据层：数据库服务器，实现数据库的管理，其中数据控制中心实际上也是一个客户机（数据库工作站）。

图1 总体结构框图 

       

        在数据控制中心，系统按屏幕菜单方式显示其屏幕结构（图2)。选定“设备选择”，打开色谱库时，在原屏幕上方的主菜单中增加如图3所示的四项；打开“油化验库”时，在原屏幕上方的主菜单中增加如图4所示的四项。

图2 总体屏幕框图

图3 色谱分析操作屏幕框图

图4 油化验分析操作屏幕框图

        3．系统主要功能、特点 
        (1)一个独立的、变压器油色谱分析和油化验结果处理、管理诊断的综合全面工作台面。 
        (2)数据中心单机版基于多窗口多文档菜单快捷按钮界面，一次可调入任意个色谱数据库、油化验分析数据库进行相关操作。 
        (3)含BIS结构的网络版，为入网其他部门提供充油供电设备运行状态诊断咨询服务，网上数据由数据中心自动上传更新。 
        (4）提供方便、快捷的色谱库、油化验分析库的建立、删除；库记录的浏览增加、修改、插入、删除等全面的数据库管理功能。 
        (5)色谱分析中，根据需要可选择按含量值输入或按色谱试
验峰高输入并自动计算出结果，显示在库记录中。 
        (6)油化验分析中，根据不同设备、不同电压等级自动确定应试验及输入的项目；水溶性酸、酸值、闪点、击穿电压可由原始记录自动换算出结果，显示在库记录中。 
        (7)对任一充油设备，根据色谱分析结果进行设备的运行状态专家诊断；根据油化验分析结果进行变压器的油质诊断。库记录的结论自动生成。 
        (8)随时察看色谱分析各组分和油化验分析有关项目的三维立体折线图。 
        (9)随时浏览打印任一设备任一次记录的色谱和油化验分析报告；任一设备的记录台账；任一时间段的月报表。 
        (10）对存在故障和油值异常或需要追踪分析的设备，提供自动统计的诊断和报警功能。 
        二、系统实现 
        1．系统界面平台 
        为了使本软件具有赏心悦目、操作便利的环境界面，使用Delphi的Main Menu控件及菜单编辑器制作主菜单，并在主窗体上对主菜单中一些常用的菜单项另设置快捷按钮，以此来共享相应的主菜单中的事件处理。为达到即时提供帮助信息，在对象及快捷按钮处，设置属性Show Hint为真，Hint属性添加相关帮助信息，同时利用状态栏，即时显示出光标所在处的提示信息。 
        2．多台设备数据库的同时显示或处理 
        在选择打开的充油设备，可能是色谱分析库、油化验库，也可能同时对几台设备进行对比浏览、操作，用单个窗体显然难以控制，利用Delphi的MDI技术（多文档界面）同时处理多重窗口的用户界面，可有效地解决这个问题，充分拓宽了多台充油设备的纵横观察、分析和处理视野。 
        3．数据库的显示与处理 
        在该系统中，每个数据库分别代表了一台充油设备，主要是进行色谱数据和油化验分析数据的多功能处理，故设计含DB Grid控件的两个子窗体，分别显示色谱类型和油化验类型的数据库，用菜单控件的Group Index属性控制当前子窗体子菜单与其相应主菜单合并，并分别设置相应常用功能的快捷按钮配合主窗体中相应主菜单。 
        4．库记录的录入或处理 
        库记录的录入，采用在DB Grid网格中直接输入法和按原始试验数据自动换算自动录入法。对于色谱分析，试验后的原始数据一般为峰高，可建立一个含几组EDIT控件的窗体，通过数据采集或输入各组分标准气和试样的峰高及个别相关参数，自动计算出试样各组分气体含量并转入相应色谱库记录中。对于油化验，化验后需要换算的项目有：酸值、闪点、绝缘强度，可建立一个含几组EDIT控件的窗体，输入原始数据和相关参数自动换算，同时，不同的设备类型，如变压器、互感器、油开关等，不同的电压等级，可通过在该窗体上的单选按钮Radio Button和复选框Check Box确定，系统自动处理油化验库中不同类型和使用状态，从而确定库中需记录的项目。 
        5．组分折线图的处理 
        利用DB Chart控件处理折线图，在色谱库中显示各组分气体含量随时间（采样日期）的变化趋势图；在油化验分析中显示酸值、pH、闪点、击穿电压随时间（化验日期）的变化趋势图。另外，用Check Box选择是否显示图例、含量值、三维立体，增加折线图的可视效果。
为了快捷该功能的使用，在折线图的快捷按钮的事件处理上，利用代码：组分：＝Dbgridl. selectedfield. fieldname，可直接显示DB-Grid网格中光标所在列组分的折线图。 
        6．结果诊断的处理 
        (1)充油设备油色谱分析数据的结果诊断流程
可对某设备任意一次色谱记录数据进行结果诊断，从而达到对该运行设备进行质量监控，诊断流程框图见图5。

图5 充油设备油色谱分析数据的结果诊断流程框图 

       

        (2)绝缘油质结果诊断流程
可对某设备任意一次油化验记录数据进行结果诊断，从而达到对该设备绝缘油进行质量监督，诊断流程框图见图6。

图6 绝缘油质结果诊断流程框图 

        7．局域网服务器数据库更新 
        在数据控制中心（单机客户端）上通过TADO Query和TADO Table组件实现对数据的添加、修改、更新。对远端数据服务器数据的更新在数据控制中心（客户端）本机集中处理后，通过Tclient DatSet组件的Apply Updates方法传送到服务器端。 
        8．其他客户端Web应用 
        Data Base Web应用程序，使用数据库的Active Form编程，将各种组件包含在其窗体内，构成强有力的数据库处理界面，嵌入HTML网页中，放在Web服务器上，其他客户调用在局域网浏览器可执行的Active X，相当于调用完整的数据库应用程序，从而将数据库应用转换到网络上。
Active X访问数据的模式如图7。

图7 Active X访问数据的模式 

        三、结束语
        该软件实现了融充油供电设备色谱分析、绝缘油化验结果处理、管理诊断为一体的综合数据中心工作台面，同时含客户／服务器的Web应用。经应用，该软件实用、简便、功能强大，在色谱分析结果处理上克服了其他相关工作站繁琐、不易操作的缺点。在油化验分析处理方面有一定的创意，使充油供电设备绝缘油分析的结果处理以及充油供电设备运行状态的质量监督，从手工状态向自动化、智能化、信息化、网络化管理模式转化。