XLPE电力电缆绝缘在线监测系统的软件设计.pdf
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1、2 0 0 5 年第 1 期 No . 1 2 0 0 5 电 线 电 缆 E l e c t r i c Wi re 在线监测; 串口通信; 自 动监浏; 数据库 中图分类号二 T M 2 4 7 . 1文献标识码: A文章编号: 1 6 7 2 - 6 9 0 1 ( 2 0 0 5 ) 0 1 - 0 0 3 9 - 0 3 D e s i g n o f S o f t w a r e f o r O n li n e Mo n i t o r i n g o f X L P E P o w e r C a b l e I n s ul a t i o n Y I X i a o -
2、y u , e t a l ( W u h a n U n i v e r s i ty , I n s t it u t e o f E l e c t ri c a l E n g in e e r i n g , W u h a n 4 3 0 0 7 2 , C h in a ) A b s t r a c t : A n o n li n e m o n i t o ri n g s y s t e m f o r X L P E p o w e r c a b l e i n s u l a t i o n w a s d e v e l o p e d i n o r d e r
3、 t o m a k e a s s e s s m e n t t i m e l y o n t h e a g e i n g o f t h e c a b l e i n s u l a t i o n . T h i s p a p e r p re s e n t s i n d e t a i l t h e d e s i g n o f s o f t w a re f o r t h e m o n i t o ri n g s y s t e m, i n c l u d i n g t h e d e s i g n o f t h e c o m m u n i c
4、 a t i o n m o d u l e , m o n i t o r i n g m e t h o d , d a t a b a s e a n d s u p p o rt i n g p r o g r a m o f t h e s y s t e m K e y w o r d s : X L P E p o w e r c a b l e ; o n l i n e m o n i t o ri n g ; s e ri a l c o m m u n i c a t i o n ; a u t o m a t i c m o n i t o ri n g ; d a t
5、 a b a s e 1 引言 交联聚乙烯( X L P E ) 绝缘电力电缆由于具有电 气性能好、 击穿电场强度高、 介质损耗角正切值小、 载流量大等一系列优点, 在高压电网中得到了越来 越广泛的应用。电缆投入运行后, 其绝缘由于受到 电、 热、 机械、 化学等因素的作用将会发生老化。为 了保证电缆的可靠运行, 及时发现异常现象, 掌握电 缆绝缘的老化状况, 以避免事故的发生, 有必要对其 绝缘进行在线的检测及诊断。为此, 针对襄樊电业 局两回1 1 0 k V的电力电缆, 通过对其接线方式与运 行特征的考察和分析, 开发了一套基于接地线电流 法的可靠性高、 操作简单的 X L P E电力电
6、缆绝缘在 线 监 测 系 统 tl 0 图 1 X L P E电力电缆绝缘在线监测系统原理图 收稿日期二 2 0 0 4 - 0 5 - 0 8 作者简介: 易小羽( 1 9 8 0 一) , 男, 湖南株洲人, 在读硕士 研究生 . 作者地址: 湖北武汉市路咖山 4 3 0 0 7 2 . 2 系统简介 系统的整体框图如图 1 所示, 可分为下位机接 地线电流现场检测单元的硬件部分和上位机监控程 序的软件部分。下位机检测单元主要由以下几个部 件组成: 电流传感器、 信号调理单元、 锁相环电路、 单 片机数据采集系统、 串口通信模块。另外, 根据要求 在下位机中还增加了人机交互界面: 键盘和图
7、形式 液晶显示模块。上位机监控程序通过 R S - 4 8 5 接口 及双绞线和下位机通信取得联系, 可选择自动监测 或手动监测两种方式来控制下位机的单片机进行数 据采集, 并将采集到的数据存储在系统数据库中, 在 程序界面中, 可对采样数据进行查看、 打印、 删除等 操作, 还可对其变化趋势进行分析。本文将着重对 监测系统的软件设计部分给予介绍。 3 软件的模块划分与设计 本软件选择了 V i s u a l C +为开发工具, 采用 M i c r o s o f t A c c e s s 2 0 0 ( 数据库, 运用面向对象的思想 和模块化程序的结构, 基于对话框的模板设计, 层次
8、清晰, 界面良好, 扩展性较好。 3 . 1 通信模块的设计 要实现对下位机检测单元的采样控制, 上位机 监控程序首先需要与其通信取得连接, 本系统中是 通过串口通信实现的。V i s u a l C +中常用的开发 串口 通信程序的方法是使用W i n 3 2 A P I ( A p p l i c a t i o n 万方数据 2 0 0 5 年第 1 期 No. 1 2 0 0 5 电 线 电 缆 E l e c t r i c Wi r e 接着便可按事先设 置好 的通信协议与单片机进行通信, 这是通过 W r i t e F i l e ( ) 和R e a d F il e ( )
9、 两个函数分别对单片机读 数据和写数据来实现的; 在单片机接收到握手信号 开始采样后, 如果程序采用查询方式来判断采样是 否完成, 必将占用大量的系统资源, 为节省 C P U时 间, 本系统中采用 Wi n 3 2 A P I 的通信事件函数监视 端口。调用S e t C o m m M a s k( ) 函数来设置事件, 其事 件掩模设置为E V _ R X C H A R , 即当接收到一个字符, 并放人输入缓冲区时事件触发, 则当采样完成向上 位机发送数据时, W a i t C c o m E v e n t ( ) 函数等待的事件 被触发, 此时在函数中将数据读入上位机即可。 3
10、. 2 监测方式的选择 对于电缆的在线监测即是通过检测得到的电缆 绝缘参数, 并根据参数的数值来判断和分析电缆的 绝缘情况, 以决定电缆是否需要进行更换 3 。而对 于参数的分析分为两个方面, 其一是对采集数值的 实时分析, 通过采到单个数值与由电缆历史运行情 况决定的报警值相比较, 便可判断电缆绝缘参数是 否超标; 其二是对采集数值的长期趋势的分析, 这就 要求在系统中建立数据库, 将定时采得的数据存人 数据库中, 而通过对一段时间内采得数据的趋势分 析, 如果在某个时间段内电缆绝缘参数出现较大的 变动, 则说明电缆绝缘可能出现了老化、 劣化等情 况, 需要进行进一步的检测。在本软件中, 为
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