供電設備絕緣油綜合診斷系統的設計與實現
摘 要：介紹充油供電設備絕緣油色譜分析、常規化驗結果處理的微機管理、診斷，以及網絡信息化管理的軟件設計和部分功能的實現。
在供電運營單位，對充油供電設備運行的質量監督，主要體現在對絕緣油的分析和化驗上。對絕緣油的分析，就是利用油中溶解氣體的色譜分析，對充油供電設備的運行狀態進行有無潛伏性故障的診斷。對絕緣油的化驗，就是對絕緣油進行有關項目的化驗以確定其油質的優劣。兩者在結果處理的分析診斷上都存在著專業化程度高、相對復雜和繁瑣的特點。本文介紹將以上過程融為一體，運用微機進行管理與綜合處理診斷，同時利用網絡技術，在局域網內對運行設備的分析結果實現信息共享的軟件設計。
一、系統設計
1．設計原則
在色譜分析的診斷管理設計上，根據GB/T 7252-2001《變壓器油中溶解氣體分析與判斷導則》，綜合電力系統變壓器油色譜分析專家知識，總結在該領域長期實踐的經驗，對原DOS版進行升級和擴容。在絕緣油化驗分析方面的設計，依據DL/T596-1996《電力設備預防性試驗規程》有關試驗項目和要求進行研制。在結果信息處理上，采用CS及B/S結構，形成一個基于Windows視窗界面，對充油供電設備絕緣油進行綜合、全面的分析處理以及設備運行質量的專家診斷的網絡信息管理系統。
2．總體結構
該系統基于Delphi+ADO+SQL Server基本框架，客戶（局域網內其他部門）無須安裝任何軟件，可通過瀏覽器進行設備診斷和查詢訪問，高級用戶（數據控制中心）可對系統數據庫、診斷規則進行網絡遠程維護。總體結構框圖見圖1。
系統使用SQL Server 2000數據庫作為后臺數據庫，客戶機／服務器+Data Base Web應用程序，基于Web技術的三層結構模型。其中，客戶層：Web瀏覽器，實現客戶界面；應用邏輯層：兼有應用服務器功能的web的服務器，響應客戶請求，實現應用邏輯，完成對數據庫的連接和訪問；數據層：數據庫服務器，實現數據庫的管理，其中數據控制中心實際上也是一個客戶機（數據庫工作站）。
圖1 總體結構框圖
在數據控制中心，系統按屏幕菜單方式顯示其屏幕結構（圖2)。選定“設備選擇”，打開色譜庫時，在原屏幕上方的主菜單中增加如圖3所示的四項；打開“油化驗庫”時，在原屏幕上方的主菜單中增加如圖4所示的四項。
圖2 總體屏幕框圖
圖3 色譜分析操作屏幕框圖
圖4 油化驗分析操作屏幕框圖
3．系統主要功能、特點
(1)一個獨立的、變壓器油色譜分析和油化驗結果處理、管理診斷的綜合全面工作臺面。
(2)數據中心單機版基于多窗口多文檔菜單快捷按鈕界面，一次可調入任意個色譜數據庫、油化驗分析數據庫進行相關操作。
(3)含BIS結構的網絡版，為入網其他部門提供充油供電設備運行狀態診斷咨詢服務，網上數據由數據中心自動上傳更新。
(4）提供方便、快捷的色譜庫、油化驗分析庫的建立、刪除；庫記錄的瀏覽增加、修改、插入、刪除等全面的數據庫管理功能。
(5)色譜分析中，根據需要可選擇按含量值輸入或按色譜試
驗峰高輸入并自動計算出結果，顯示在庫記錄中。
(6)油化驗分析中，根據不同設備、不同電壓等級自動確定應試驗及輸入的項目；水溶性酸、酸值、閃點、擊穿電壓可由原始記錄自動換算出結果，顯示在庫記錄中。
(7)對任一充油設備，根據色譜分析結果進行設備的運行狀態專家診斷；根據油化驗分析結果進行變壓器的油質診斷。庫記錄的結論自動生成。
(8)隨時察看色譜分析各組分和油化驗分析有關項目的三維立體折線圖。
(9)隨時瀏覽打印任一設備任一次記錄的色譜和油化驗分析報告；任一設備的記錄臺賬；任一時間段的月報表。
(10）對存在故障和油值異常或需要追蹤分析的設備，提供自動統計的診斷和報警功能。
二、系統實現
1．系統界面平臺
為了使本軟件具有賞心悅目、操作便利的環境界面，使用Delphi的Main Menu控件及菜單編輯器制作主菜單，并在主窗體上對主菜單中一些常用的菜單項另設置快捷按鈕，以此來共享相應的主菜單中的事件處理。為達到即時提供幫助信息，在對象及快捷按鈕處，設置屬性Show Hint為真，Hint屬性添加相關幫助信息，同時利用狀態欄，即時顯示出光標所在處的提示信息。
2．多臺設備數據庫的同時顯示或處理
在選擇打開的充油設備，可能是色譜分析庫、油化驗庫，也可能同時對幾臺設備進行對比瀏覽、操作，用單個窗體顯然難以控制，利用Delphi的MDI技術（多文檔界面）同時處理多重窗口的用戶界面，可有效地解決這個問題，充分拓寬了多臺充油設備的縱橫觀察、分析和處理視野。
3．數據庫的顯示與處理
在該系統中，每個數據庫分別代表了一臺充油設備，主要是進行色譜數據和油化驗分析數據的多功能處理，故設計含DB Grid控件的兩個子窗體，分別顯示色譜類型和油化驗類型的數據庫，用菜單控件的Group Index屬性控制當前子窗體子菜單與其相應主菜單合并，并分別設置相應常用功能的快捷按鈕配合主窗體中相應主菜單。
4．庫記錄的錄入或處理
庫記錄的錄入，采用在DB Grid網格中直接輸入法和按原始試驗數據自動換算自動錄入法。對于色譜分析，試驗后的原始數據一般為峰高，可建立一個含幾組EDIT控件的窗體，通過數據采集或輸入各組分標準氣和試樣的峰高及個別相關參數，自動計算出試樣各組分氣體含量并轉入相應色譜庫記錄中。對于油化驗，化驗后需要換算的項目有：酸值、閃點、絕緣強度，可建立一個含幾組EDIT控件的窗體，輸入原始數據和相關參數自動換算，同時，不同的設備類型，如變壓器、互感器、油開關等，不同的電壓等級，可通過在該窗體上的單選按鈕Radio Button和復選框Check Box確定，系統自動處理油化驗庫中不同類型和使用狀態，從而確定庫中需記錄的項目。
5．組分折線圖的處理
利用DB Chart控件處理折線圖，在色譜庫中顯示各組分氣體含量隨時間（采樣日期）的變化趨勢圖；在油化驗分析中顯示酸值、pH、閃點、擊穿電壓隨時間（化驗日期）的變化趨勢圖。另外，用Check Box選擇是否顯示圖例、含量值、三維立體，增加折線圖的可視效果。
為了快捷該功能的使用，在折線圖的快捷按鈕的事件處理上，利用代碼：組分：＝Dbgridl. selectedfield. fieldname，可直接顯示DB-Grid網格中光標所在列組分的折線圖。
6．結果診斷的處理
(1)充油設備油色譜分析數據的結果診斷流程
可對某設備任意一次色譜記錄數據進行結果診斷，從而達到對該運行設備進行質量監控，診斷流程框圖見圖5。
圖5 充油設備油色譜分析數據的結果診斷流程框圖
(2)絕緣油質結果診斷流程
可對某設備任意一次油化驗記錄數據進行結果診斷，從而達到對該設備絕緣油進行質量監督，診斷流程框圖見圖6。
圖6 絕緣油質結果診斷流程框圖
7．局域網服務器數據庫更新
在數據控制中心（單機客戶端）上通過TADO Query和TADO Table組件實現對數據的添加、修改、更新。對遠端數據服務器數據的更新在數據控制中心（客戶端）本機集中處理后，通過Tclient DatSet組件的Apply Updates方法傳送到服務器端。
8．其他客戶端Web應用
Data Base Web應用程序，使用數據庫的Active Form編程，將各種組件包含在其窗體內，構成強有力的數據庫處理界面，嵌入HTML網頁中，放在Web服務器上，其他客戶調用在局域網瀏覽器可執行的Active X，相當于調用完整的數據庫應用程序，從而將數據庫應用轉換到網絡上。
Active X訪問數據的模式如圖7。
圖7 Active X訪問數據的模式
三、結束語
該軟件實現了融充油供電設備色譜分析、絕緣油化驗結果處理、管理診斷為一體的綜合數據中心工作臺面，同時含客戶／服務器的Web應用。經應用，該軟件實用、簡便、功能強大，在色譜分析結果處理上克服了其他相關工作站繁瑣、不易操作的缺點。在油化驗分析處理方面有一定的創意，使充油供電設備絕緣油分析的結果處理以及充油供電設備運行狀態的質量監督，從手工狀態向自動化、智能化、信息化、網絡化管理模式轉化。