Мобильное устройство сбора данных для распределенной системы мониторинга состояния электрооборудования
|
Даты проведения с 2017-01-24 по 2017-06-20 |
| Воеводин Илья Геннадьевич | Летняя школа Регионального школьного технопарка АГАСУ "Инженеры XXI века" |
Проект посвящен созданию распределенной сети мобильных устройств мониторинга состояния оборудования трансформаторных подстанций, которые взаимодействуют с сервером посредством HTTP-запросов по каналу GPRS.
Ход работы:
| – Подбор компонентов. Для разработки прототипа использована аппаратная платформа Arduino Mega. Для сбора данных используются: датчик температуры DHT11, датчик дыма и газа MQ9, датчик открытого пламени DF Robot Flame Sensor, герконовый датчик для определения открытия двери. Также, для отправки данных по каналу GPRS используется плата расширения GPRS Shield v1.2, созданная на основе модуля SIM900; – Разработка программы на языке C++ в среде Arduino IDE для Arduino. В рамках данного этапа реализованы следующие возможности устройства: опрос датчиков для определения параметров среды вокруг устройства; сравнение их с эталонными значениями, выявление критических изменений параметров; отправка данных на сервер сбора информации; уведомление диспетчерских служб при выявлении возможной ЧС; – Разработка базы данных (БД) для сбора и хранения информации, поступающей со всех мобильных устройств, на основе сервиса Google Sheets; – Написание скрипта для работы с созданной БД: получение информации, сортировка и очистка БД от неактуальной информации; – Проектирование корпуса мобильного устройства в системе Autodesk 3ds Max. |
| На данный момент существуют промышленные системы мониторинга и диагностики трансформаторных подстанций, например, системы: «TDM» (Transformer Diagnostics Monitor), разработанная фирмой «DIMRUS», Система мониторинга трансформаторов Hydran M2M, Система мониторинга и диагностики силовых трансформаторов электрических подстанций на базе АИСС ЭНТЕК и оборудования ОВЕН. Однако изучение подобных систем и принципов их действия позволяет говорить о том, что эти системы занимаются диагностикой модулей трансформатора на основе либо математического анализа износа модулей трансформатора, либо на анализе параметров трансформаторного газа и масла. При этом возникновение непредвиденных ситуаций ввиду неправильного монтажа или воздействия внешних факторов никак не учитывается данными системами. Помимо этого, многие из систем, существующих на рынке, никак не реагируют на изменение среды вокруг трансформатора, т.е. задымления, появление огня. Также эти системы довольно дорогостоящи и требуют тщательного контроля. |
Предоставить диспетчерской службе электроэнергетической распределительной компании оперативную и достоверную информацию о состоянии трансформаторных подстанций, своевременно оповестить о возникшей чрезвычайной ситуации для снижения возможного ущерба.
Разработка мобильного устройства сбора данных о состоянии подстанции, разработка веб-сервиса и интерфейса диспетчера, пробное внедрение системы для прохождения тестирования на ряде трансформаторных подстанций города Астрахани.
Серьезные аварии на подстанциях - явление достаточно редкое, но, если они все же случаются, то их последствия могут быть очень значительными, от отключения целых микрорайонов города, до остановки крупных промышленных предприятий. Причинами подобных чрезвычайных ситуаций (ЧС) могут быть некачественный электромонтаж или ремонт, неисправности в системах релейной защиты и автоматики, а также человеческий фактор. Последствия аварий на трансформаторных подстанциях могут быть очень тяжелыми. При крупных авариях большое количество потребителей остается без электроэнергии, в том числе такие потребители, как больницы, общественный электротранспорт, объекты коммунального хозяйства, промышленные предприятия, центры связи, светофорные объекты и т.д. Все это связано с большими финансовыми затратами и волной негодования среди населения. В считанные секунды наступает хаос, в ходе которого даже могут произойти несчастные случаи.
"В результате работы над проектом было создано мобильное устройство сбора данных для распределенной системы мониторинга состояния трансформаторной подстанции.
Разработана база данных на основе Google Sheets и создан скрипт для управления БД.
Разработан прототип корпуса.
Реализация проекта предполагает высокий экономический эффект. Устройство позволит своевременно реагировать на чрезвычайные ситуации (ЧС), возникающие при неисправностях трансформаторной подстанции (ТП), что в свою очередь снизит ущерб и уменьшит масштаб возможных последствий. Как следствие, уменьшатся затраты на устранение последствий ЧС, а также ремонта частей ТП, пострадавших в результате ЧС. Внедрение данной системы повысит безопасность функционирования ТП, а также позволит снизить число несчастных случаев, связанных с человеческим фактором. Интерес представляет использование разработанного устройства для мониторинга состояния другого распространенного и дорогостоящего электрооборудования, в частности, электрических распределительных щитов, зачастую не имеющих никаких средств удаленного контроля.
ССЫЛКИ НА ИЗОБРАЖЕНИЯ:
https://yadi.sk/i/ET3qBdQEvDEfh"
Данное устройство обладает широким спектром применения: от использования в силовых трансформаторных подстанциях до мониторинга электрических распределительных щитов. Полученные результаты позволят выявить наиболее значимые причины неисправностей ТП, что позволит при проектировании и монтаже увеличить безопасность функционирования трансформаторных подстанций. На данный момент в планах уменьшение размеров устройства. Для этого мы планируем создать собственную плату, а также использовать датчики меньших размеров. В ближайшее время также планируется тестирование устройства в реальных условиях электроэнергетической компании.
"Датчик температуры DHT11
Датчик дыма и газа MQ9
Датчик открытого пламени DF Robot Flame Sensor
Герконовый датчик для определения открытия двери
Плата расширения GPRS Shield v1.2 на основе модуля SIM900
Мультиметр Mastech M830B"
О проекте
Проект опубликовал
