废旧变压器油处理监测系统技术研究

废旧变压器油处理监测系统技术研究

左方 邱勇智 朱刚

国网湖北省电力有限公司孝感供电公司 湖北省 孝感市 432100

摘要：废旧变压器油在线监测系统是通过实时采集废油在线监测装置的数据，对监测数据进行分析处理，保障废旧变压器油的合规储存和处置，同时通过对废旧变压器油处置全过程的管理，积累相关数据，为建立健全更完善高效的废旧变压器油监管处置系统提供依据。

关键词：废旧变压器油处理；监测系统

1系统设计的背景

随着电网建设规模不断壮大，各级电网中充油变压器数量逐年增多，每年因故障、退役等原因而产生的废旧变压器油数量也越来越多，根据国家2016年颁布的《国家危险废物名录》，变压器维护、更换、拆解过程中产生的废变压器油被定义为有毒性的危险废弃物，按照国家《固体废物污染环境防治法》(其中规定：液态废物的污染防治，适用本法)，企业应根据经济、技术条件对其产生的工业固体废物加以利用，不能利用的必须按照规定建设存放场所，安全分类存放或采取无害化处置措施。

1.1开发方法的选择

本系统在开发语言和技术的选择上主要选择主流、稳定性好、同时具有一定的技术领先性的语言和产品。

1）后台数据库采用MySQL，是当前得到最广泛使用的关系型数据库管理系统，具有功能强大、运行速度快、支持广泛、安全性高、布署成本低等优势，尤其适用于B/S模式的项目开发。

2）后端开发语言主要选用Node.js，采用Express框架，Node.js是当今非常流行的后端开发语言，它是一个基于ChromeV8引擎的JavaScript运行环境，使用异步事件驱动、非阻塞式I/O的模型，具有轻量、高效的特点，尤其在处理高并发、I/O密集场景性能优势明显，非常适合本项目的用途。

3）设备接口和数据采集部分选用Python语言，作为当今最流行的开发语言之一，Python语言功能强大、可扩展性强，标准库和第三方库众多，非常适用于这方面的工作。

4）前端开发语言主要使用Javascript，这也是当前前端开发的最常用的选择，与HTML和Web的结合最紧密，获得的平台支持最广泛，与 Node.js搭配使用非常适合，前端的页面部分使用HTML和CSS，框架选用上主要使用被广泛使用的的jquery、bootstrap、layui等，与后端的交互主要使用Ajax技术。

1.2系统的体系结构

系统采用B/S架构，系统的开发模型采用三层架构，符合符合“高内聚，低耦合”的设计思想，前后端分离，模块化程度高，便于维护和修改、增加功能，三层架构分别是：

1）数据层：数据层主要由MySQL数据库组成，负责系统数据的存储、检索等操作；

2）逻辑层：逻辑层由Node.js开发，负责系统的业务逻辑处理，如业务流程处理、数据分析、数据处理等；

3）表现层：主要使用了HTML、CSS、Javascript，负责系统与用户的交互部分，主要包括实现界面的呈现和控制和数据输入输出及调用和展示等。

1.3运行环境的选择

1.3.1服务器运行环境

硬件：CPUi56400以上；内存8GB以上；硬盘500G以上。

软件：操作系统 windows2008server以上；数据库MySQL5.6以上；Node.jsV14.1以上。

1.3.2客户端运行环境

PC端：硬件要求CPUi34130以上，内存4GB以上；软件要求操作系统Windows7以上，浏览器Chrome80.0以上。

手机端：硬件要求CPU4核1.0G以上，内存3GB以上；软件要求操作系统Android8.0以上。

2系统应用设计

系统的应用设计是在总体设计确定的前提下，将设计目标予以分解，并具体化和明细化，以完成具体的工作任务、实现设计功能。在应用设计中应遵循操作逻辑统一、实用性优先、注重可靠性和可扩充性的设计原则。

2.1数据自动采集

对储油设备的液位测量通过智能压力传感器进行，它是一种惠斯通电桥，能随压力的变化，输出毫伏信号并通过运放传递到CPU，通过专用IC信号处理输出DC电流，再与监控电脑连接，由后台运行的自动采集程序读取的信号后进行处理，获取当前液位的读数值，实时写入系统后台数据库，并根据设定的规则，对数据作出分析，判断当前的液位变化是否处于正常范围，如果超出则启动报警程序，以手机短信的方式自动将报警信息发送给相关人员。

2.2数据录入

2.2.1业务数据的录入

根据业务性质和相关流程规定、操作规范，将不同类型的业务分别设定不同的数据表，通过所含的数据项对业务进行标准化的记录。本系统所管理的主要的业务类型包括废旧变压器油的出、入库等。数据表在设计时应针对各数据项，选择对应的数据类型，即要能准确反映，又要避免数据冗余和不必要的重复浪费。在录入界面的设计上，应根据数据类型对输入方式进行充分优化，考虑到本系统主要在手机等手持终端上运行，应尽量减少键盘输入的工作量，多使用点选、滑动等能利用手持设备优势的输入方式；录入界面应突出重点，对于必需输入的项目和可以简化忽略的输入项应有明显的区分，以提高输入工作的效率；数据录入后系统应对录入的数据进行完整性、合理性的检测，并将不符合或有疑问的检测结果反馈给用户，必须在录入数据达到一定的标准后才能成功保存。

2.2.2报告及单据的录入

报告及单据是指在工作中实际发生的与本系统管理对象相关的业务记录，通常是由其他的业务系统所生成，或按照规定的格式录入产生。在本系统中主要包括运输联单、油品试验报告等。对于这一类的数据，为提高工作效率，应采取将原数据(电子格式)导入的模式。首先根据原报告或单据的格式，设定对应的数据表，其数据项应包括原报告或单据的全部内容；其次应对用于导入的数据格式进行规范化，为提高通用性和数据处理的便捷性，本系统对用于导入的数据统一采用文本格式，将原始数据转化为规范化的文本格式后，即可在本系统中调用并导入；导入程序的处理应充分考虑数据中可能出现的各种状况和异常，设置相应的容错和纠错机制，以保证导入数据的准确性。

2.2.3附件的录入

在业务处理过程中有时会需要拍照记录或将图片附加到系统中作为附件，系统对此提供支持。在手机等手持终端，系统可以通过直接调用设备的摄像头，实现拍照上传，也可选择设备中已有的图片文件上传到系统；在PC端采用选择系统中现有图片文件上传为附件的方式。在拍照或上传附件之前需要先选择所对应的业务记录的条目，系统支持根据条目对上传的附件进行查看，也可进行删除等维护工作。

2.3数据查询

2.3.1储油状态查询

储油状态查询是对设备当前储油状态或某一特定时间点的状态进行查询的操作，可以通过表格或图示的方式显示，在显示当前状态时可根据需要以实时变化的形式呈现。为便于观察和作出判断，将状态以百分比的形式表达，更加直观易读，系统应根据读数实时换算。

2.3.2储油设备查询

以设备为主要识别项查询储油设备的参数、状态及历史数据、报警记录等。对于这一部分的查询设计，主要采用表格的形式，为了直观的反映设备的分布和状态，系统使用了在电子地图中进行标注的方式进行呈现，同时根据储油设备的不同状态，以不同的图标进行表示，以达到一目了然的显示效果。

2.3.3统计查询

统计查询是对业务数据按一定规则和分类进行统计和呈现的查询操作，是对一定时期内的业务情况的综合性反映，也是对业务状况进行分析的基础。本系统中主要是对监测对象废旧变压器油的变化情况进行统计，反映在指定的时间期限内废旧变压器油的进出和处理的量化指标。在设计时应根据需要设定统计口径的选项和统计内容，并据以对后台数据库的访问操作进行优化，以减轻服务器的负担，实现更好的操作体验。

2.3.4报告及单据查询

作为业务运行中重要的数据资料，对各类相关的报告及单据的管理是本系统的重要组成部分，系统对录入的各类报告及单据按一定的规则进行分类和排序，查询采用一览和点击查看详情的方式。

2.4系统设置

2.4.1用户及权限设置

本系统支持多用户，可为每个用户指定操作权限，及可操作的设备权限。用户维护管理及权限设置采用直观明了的操作方式，通过简单的点击、勾选等操作即可完成设置工作。

2.4.2储油设备设置

主要是对系统所管理的储油设备进行维护操作，设置设备在系统中是否启用，以及设备信息的维护，新增设备需录入相关信息，系统在检测必要录入完全后才会予以保存。

2.4.3报警设置

报警设置模块用于设置储油液位变化监测报警的相关信息和规则。相关信息包括各设备所对应的联系人和手机号码等，报警规则则包括警戒液位、异常变动的范围设定等。报警的设置改变应实时在系统中反映。

参考文献：

[1]赵杰,潘勇斌,李红雷,肖登明.新型变压器废油在线监测系统的研制[J].高电压技术.2009(06),p144-p148

[2]陈渤,王顼,娄震宇,徐越.大型变压器废油在线监测控制系统[J].微处理机.2010(03),p10