基于物联网的变压器远程监测系统设计与研究.pdfVIP

摘 要 随着城市用电需求的逐渐增大，变压器的负载也越来越高，处于高负载下的变压器所发热造成 的温度升高会使变压器内部元器件劣化，增加变压器故障的风险，变压器故障直接导致学校、医院、 社区停电，间接导致人民的经济损失，给居民生活和城市正常运行造成极大的危害；另外，变压器 在使用中存在不法分子盗取或损坏问题。因此，对变压器温度与安全保护的监测是当前需要重视的 问题。 本文采用物联网经典三层架构针对预装箱式干式变压器设计了一套远程监测系统，主要研究内 容如下： （1）针对通信手段的问题，提出了基于WiFi、ZigBee 和GPRS三种总体方案设计，选择了基 于GPRS通信技术的设计方案，在此基础上对监测系统硬件进行了设计，内容包括：负责数据处理 的Arduino 单片机、负责变压器接近信息采集的超声波传感器和图像采集传感器、负责采集干式变 压器环境信息的温湿度传感器以及负责采集变压器表面温度的红外传感器。 （2）对干式变压器远程监测软件进行了需求分析，在监测系统终端软件中依次对传感器数据采 集算法、远程监测系统通信协议和远程监测系统网络协议进行了设计；在服务器端数据中转中心软 件中依次对服务器端数据中转中心通信网络、安全认证算法、数据解析算法和转存数据库算法进行 了设计；在客户端软件中对通信、显示和异常记录进行了设计。按照模块化的思想在Visual Studio 开发环境下使用C#开发语言编写了服务器端与客户端应用软件。 （3）对干式变压器进行了建模、仿真与分析，搭建了系统的硬件平台并对整套监测系统进行了 调试、试验与结果分析。试验项目包括安全性、稳定性试验、图像采集试验和红外温度采集试验。 试验结果表明：系统具有较高的安全性与稳定性；能够对接近人物进行拍摄、图像处理与云端存储； 监测系统温度采集数据与温度仿真数据最大误差不超过4%，最小误差0.29%；与FLUKE 红外成像 设备采集的温度数据最大误差为3.01%，最小误差为0.03%。试验系统达到了设计要求，能够完成干 式变压器的远程监测任务。 关键词：物联网；干式变压器；远程监测；热源分析；成像 Abstract With the gradual increase ofurban power demand,the load oftransformer is also higher andhigher.The temperaturerise causedby theheating oftransformer under high loadwill degrade the internal components of transformer and increase the risk of transformer failure. Transformer failure directly leads to power outage in schools, hospitals and communities, indirectly leads to economic loss of people, and results in normal operation of residents and cities Great harm; in addition, the transformer in the use of illegal elements steal or damage. Therefore, the monitoring of transformer temperature and safety protection is a problemthatneedsattention atpresent. In this paper, a set of remote monitoring system is designed based on the classic three-layer architecture of the Internet of things for the pre installed box type dry-type transformer.The main research contents are asfollows: (1) Aiming at the problem of communication means, this