油浸式变压器绕组温度在线测量的研究

摘要

变压器是电力系统中的重要组成部分之一，广泛应用于电力系统中。而绕组温度直接决定变压器的使用寿命，所以为了保障变压器运行安全可靠，延长变压器的使用寿命，测量变压器绕组的温度具有十分重要的意义。 本文对以往的液压电热式绕组温度计进行了分析，提出了电子式的绕组温度测控系统的设计思路，叙述了以ATmega8单片机为核心的变压器绕组温度测控系统，依据传统的热模拟原理，分别由铂电阻传感器和电流互感器采集两路温度信号，采用电路校正补偿和软件校正补偿相结合的方法，减小了传感器测量过程中的误差，从而提高了测温精度。同时本温度测控系统预留了用于通信的485接口和供远端显示的二次仪表接口，温度控制报警电路中通过单片机软件编程实现对继电器的控制，从而实现对冷却系统的及时启动。本系统实现变压器绕组温度在0～150℃范围内的在线实时测量，同时数字化显示现场检测结果，分辨率为0.1℃，为了满足工控现场的需要，设计了485接口部分。同时还备有远端二次仪表接口，输出4～20mA的标准电流。为了保证现场变压器的安全运行，系统设计了主要由继电器构成温度报警控制电路。根据变压器的实际工作条件状况，设置不同的温度报警值。 科学技术的不断发展对温度的检测和控制要求不断提高，主要表现在精度、响应速度，系统稳定性以及适应能力等方面。利用该检测系统在实验室模型变压器上进行了模拟实验，测量结果表明此系统具有较高的精度和稳定性，达到了设计要求。

目录

文摘

英文文摘

声明

1绪论

1.1油浸式变压器绕组温度测量的目的和意义

1.2国内外相关研究问题综述

1.3本课题的提出和主要完成的工作

1.3.1主要完成的工作

1.3.2变压器绕组测温装置的性能指标

1.4小结

2测量方法

2.1目前主要的测量方法

2.2各种测量方法的分析与比较

2.3变压器绕组温度在线测量的理论推导与分析

2.3.1变压器主要组成部分的结构与热特性

2.3.2电力变压器的发热原理与散热过程

2.3.3本课题应用理论分析

2.4小结

3硬件电路设计

3.1总体设计背景与框图

3.1.1传统的机械式变压器绕组温度检测装置的不足

3.1.2本测量系统的功能与总体框图

3.2信号采集电路

3.2.1油面温度信号采集与处理

3.2.2铜油温差信号的采集和处理

3.3单片机的选用

3.3.1单片机介绍

3.3.2片内A/D使用

3.3.3看门狗的使用

3.4显示器的选择与应用

3.5继电器的使用

3.6复位电路和A/D转换滤波电路

3.7 485通信接口设计

3.8系统供电

3.9电压/电流转换电路

3.10单片机SPI接口的应用

3.11硬件抗干扰措施

3.12小结

4软件设计

4.1软件设计的基本原则与要求

4.2软件功能描述与程序流程

4.3软件模块与实现

4.3.1模块划分

4.3.2软件功能的实现

4.4软件抗干扰设计

4.4.1软件抗干扰的可行性

4.4.2软件抗干扰的前题条件

4.4.3软件抗干扰的基本方法

4.5小结

5模拟实验

5.1实验条件

5.2实验步骤

5.3实验结果分析

5.4小结

6结论

参考文献

附录

在学研究成果

致 谢