PC送命令至GSM 通訊器
Timeout 計時開始
Timeout 計時開始
等待 GSM通訊器
回應OK
是否收 到受控端回
應命令
判斷是 否通訊完成
通訊結束 判斷回應碼
Timeout error 無回應 GSM
通訊器錯誤
Timeout 計時已到
是否 Timeout計
時已到 N
Y N
Y
N
N
Y Y
N Y
N
圖 2-10 控制中心程式流程圖
判 斷 C R C 是 否 正 確
N
G S M 通 訊 器 接 收 命 令
判 斷 密 碼 是 否 正 確
判 斷 是 否 為 本 群 組
判 斷 是 否 為 本 控 制 站
判 斷 動 作 時 間 是
否 已 到 送 回 接 受 命 令 完 成 碼
判 斷 卸 / 復 載
復 載 開 始 卸 載 開 始
送 回 卸 / 復 載 完 成 命 令 碼 送 回 重 送 命 令 碼
結 束
Y
Y
Y
Y
Y N
N
N
N
圖 2-11 受控方程式流程圖
2.1.4 GSM 無線型資料收集模組製作及安裝進行步驟：
（1）GSM 收發控制模組位準調整器電路設計與製作，位準調整器 包含了信號調整、主動濾波與波形整形電路。
（2）GSM 收發控制模組、編碼器/解碼器與 89C51 微處理機硬體 電路設計、佈線與電路板製作。
（3）GSM 收發控制模組軟體程式撰寫，軟體功能包含了控制端資 料收送手機撥接與傳訊控制，此外受控端包含了資料收送回 應、手機撥接、傳訊控制與 RS-232 資料通信。
（4）GSM 收發控制模組硬體、軟體整合測試並完成實驗室各項功 能測試，GSM 模組實體圖詳如圖 2-12。
（5）資料收集模組與 GSM 收發控制模組整合並進行實驗室測試。
（6）利用高雄港務局第五貨櫃中心變電站之主變壓器進行現場 測試、修正與改善缺失完成原型製作。
圖 2-12 GSM 模組實體圖
2.2 變壓器溶解氣體分析設備安裝及其主要規格
本研究採用GE SYPROTEC H201 Ti當為DGA資料搜集、分析及 異常警報等工作的設備，它主要可以由線上量取變壓器絕緣油中 可燃性氣體的總濃度，即TCG=H2+CH4+C2H6+C2H4+C2H2+CO，並將線上 量測到的TCG數據及TCG異常超過設定警戒值的警報信號，藉由GSM 資料蒐集模組上傳至控制中心的主電腦內資料蒐集器中儲存，並 經適當處理後與電力監視系統SCADA整合後，做即時的警示輸出，
以便專業人員適時前來採樣該變壓器之油中氣體，進一步做檢驗 及進行可燃性氣體成份的分析，並將分析資料利用多層支撐向量 機網路模型（Multi-Layer Support Vector Machine），進行故 障類型的診斷，最後將診斷結果的報告交由運轉人員，針對診斷 結果作為後續該變壓器如何處置的決策依據，必要時並停機進行 相關維護程序，以有效降低變壓器維護成本，延長變壓器運轉壽 命與提昇變電所之可靠度。
這個 Hydran 201 Ti 氣體監測器，它包括有一個 4 通道的控制器
（H201Ci）及一個智慧型的傳感器。
2.2.1 Hydran 201 Ti 氣體監測器的安裝
它是ㄧ個模組化的設備，可以直接安裝於變壓器的油箱各處油 閥上，建議最適當的安裝位置順序，如圖 2-13 所示。
圖 2-13 感測器安裝建議位置圖
建議最優先安裝的位置是在冷卻器迴管上，其原因是在這個位置 它具有絕緣油流動、工作溫度範圍及操作性等最佳組合性能，現 場安裝情況詳圖 2-14、圖 2-15 所示。
2.2.2 通道控制器（Channel Controller H201Ci）的性能規格：
(1) 每組的通道控制器可以控制 4 個傳感器。
(2) 它具有隔離式的類比輸出：0-4mA or 4-20ma,0-1.0Volts or0-10Volts;00Vrms.
(3) 它可以設定每天或每小時的油中溶解氣體的趨勢值，並設定 Hi 及 Hi-Hi 的警報點。
(4) 它具有 RS-485 及 RS-232 通訊連接埠。
(5) 工作溫度：-50℃~+55℃。
2.2.3 智慧型傳感器（Intelligent Transducer H201 Ti）的性能規格：
(1) 具蒐集 5 種成分的油中溶解氣體的功能，包括：
H2,C2H2,C2H4,C2H6,CH4。
(2) 它可以利用螺栓直接安裝於變壓器油箱的進排油閥上。
(3) 具有ㄧ組模組化的微型處理單元，可以處理即時的氣體數據。
(4) 反應時間：12Min 以內。
圖 2-14 水平安裝於冷卻器迴管上 圖 2-15 水平安裝於洩放側閥上 2.3 振動加速器的安裝及其主要規格
每一部變壓器至少安裝 9 組的的振動加速器（Accelerometer），換 言之，在變壓器的每一相至少要安裝 3 組的振動加速器，分配的原 則為，在高壓側的變壓器器身上半部及下半部各安裝一組，而在低 壓側也至少需安裝一組，這個振動加速器主要性能包括有：
(1) 靈敏度：≧100 mV/g ±5﹪。
(2) 最大震幅： ≧±10 g。
(3) 響應頻率： 0.5～2000 HZ ±5%。
2.4 本論文雛型系統研製及使用
本論文雛型系統擬採用的參數係參考上述參考文獻而來[5,7]，規 劃監測及故障資料蒐集分析的參數包括有電力參數（包括有電壓、
電流、有效功率、功率因數等）、溫度、油中氣體及振動參數。而
大型電力變壓器則借重高雄港務局第五貨櫃中心 69KV 特高壓變電 站內之 7500KVA 主變壓器。
本系統名稱暫定為：無線型遠端電力變壓器振動、溫度、油中氣體 監測與電力參數擷取統合分析系統。其設置目的及用途：
（1） 遠端量測並連續紀錄電力變壓器之電力參數、振動、油中氣 體成分、溫度信號等資料。
（2） 即時連續分析振動加速度之頻譜。
（3） 遠端監控及存取各項資料，包含溫度、頻譜及對應之時間等。
（4） 連續紀錄電力變壓器之運行各項電力參數，包括三相電壓、
電流、實功率、功率因數及其對應之時間等。
（5） 連續資料統合作業，包括建立各獨立參數背景趨勢和參數間 交叉比對圖，分析後設定異常狀況判斷量及發出預警信號。
（6） 將搜集到的變壓器油中可燃性氣體濃度 TCG 值，配合 TCG 異 常超限警報訊息提供給運轉操作人員，異常警報出現時可即 時安排專業人員前來進一步對異常的變壓器採樣，並做檢驗 及進行可燃性氣體成份的分析，並將分析資料利用多層支撐 向量機網路模型（Multi-Layer Support Vector Machine），
進行故障類型的診斷，最後將診斷結果的報告交由運轉人 員，針對診斷結果作為後續該變壓器如何處置的決策依據，
必要時並停機進行相關維護程序，以有效降低變壓器維護成 本，延長變壓器運轉壽命與提昇變電所之可靠度。
系統構造如圖 2-16 所示，現場遠端裝設振動、溫度、油中氣體成 分感測器，其信號輸入一個資料收集器，然後 GSM 無線傳輸統合至 控制分析的控制中心內，以便進一步分析比對，監測、並執行異常 預警，然後將異常警報訊息及資料即時提供給運轉操作人員進行後 續的處理。圖 2-17 所示為一 GSM 無線型資料收集系統方塊圖。