电力变压器冷却系统控制系统设计论文.doc

电力变压器冷却系统控制系统设计毕业论文 目 录 摘 要 1 ABSTRACT 2 绪 论 5 第一章 设计任务及要求 6 第一节 毕业设计的任务 6 第二节 毕业设计的要求 6 第二章 系统的设计方案 8 第一节 系统工作的一般原理 8 第二节 智能温度监控系统的设计方案 8 2.1 方案一 9 2.2 方案二 10 2.3 方案三 12 第三节 设计方案的确定 13 第三章 硬件电路设计 16 第一节 单片机的选型 16 第二节 振荡器配置选择 18 2.1 晶体振荡器/陶瓷谐振器方式 18 2.2 RC振荡器 20 第三节 温度采集电路模块设计 22 3.1 温度检测电路 22 3.2 光电耦合隔离放大电路 24 第四节 按键输入和显示电路部分设计 29 4.1 按键输入电路模块设计 29 4.2 显示电路部分设计 29 第五节 无线通信系统的设计 33 第六节 主回路部分设计 38 6.1 风冷机的保护简要介绍 38 6.2 输出驱动电路设计 38 第七节 直流电源的设计 46 第四章 软件部分设计 50 第一节 软件需求分析 50 第二节 各模块的流程图 52 第五章 设计总结 60 致 谢 62 参考文献 63 附录一 程序清单 64 附录二 元器件明细表 78 绪 论 近年来，随着我国电力事业的飞速发展，电力变压器是发、输、变、配电系统中的重要设备之一，它的性能、质量直接关系到电力系统运行的可靠性和运营效益 目前，还有许多变压器采用由电接点式温度计采集、显示变压器油温，控制风机的启动和停止，实现变压器的温度控制，在实际运行中，由于风机启动时全部投入，同时全部停止，冲击电流较大，严重影响了电机的使用寿命。且由于无法和控制室联系，所以无法实现变压器的无人控制，增加了运行成本。变压器温控器总存在一些问题，如测温误差大、抗干扰能力差等，这些都是在工程界非常棘手的问题。而早期的温度控制器，由于体积大、操作复杂、抗干扰能力差，给工程现场的使用也带来了很大不便。随着单片机技术的不断发展，温度控制器正向单片集成化、智能化的方向迅速发展。针对电力变压器在运行过程中存在的问题，可以采用的智能温度控制系统，实现温度的自动采集、显示、风机的顺序起停。 根据现场运行要求，本设计选用了PIC16F877单片机构成变压器温度控制系统，设备操作简单，用户可通过面板按键轻松设定控制风机起停、报警及跳闸阀值，所有设定参数掉电后均不会丢失。温度采集精度很高，并且采取了很多措施来保护电机，如过载、缺相保护等。由于工业现场的环境较恶劣，会对系统产生很大的干扰，设计采取了抗干扰措施，在集成电路的电源入口处加了滤波电容，且送入单片机的信号都经过了光耦隔离。最后通过无线通信实现远程监控，控制室通过无线通信及时掌握现场的运行情况，可任意对各种事故做出及时地反映，实现了变压器的无人控制。系统整体具有测温误差小、分辨力高、抗干扰能力强的特点，所有器件的选择均满足工业级标准，并适合高温环境。 由于采取了以上措施，可以保证控制系统稳定工作，设计具有很好的扩展性，能满足各种型号变压器的要求。 第一章 设计任务及要求 第一节 设计任务 在我们的生活中，电力安全是至关重要的，而电力变压器又是电力系统的重要组成部分。电力系统中常用的油浸风冷式电力变压器多采用多组风机降温，控制变压器的油温在工艺要求的范围之内。目前现场还有相当数量的油浸风冷电力变压器由电接点式温度计采集、显示变压器油温，控制风机的启动和停止，实现变压器的温度控制，即在变压器油温大于上限温度时启动全部风机，当油温降至下限温度时停止全部风机。而实际运行中这种控制方式有不少的缺点，如风机启动时全部投入，冲击电流太大，不利于系统的稳定安全运行。 针对以上种种问题，要求本设计选用一款集成度较高的单片机，并采用无线通信技术，设计一个电力变压器温度监控系统，对现有落后的温度控制系统进行改造，满足自动化要求。 设计主要完成的工作。 本设计须完成风冷式电力变压器温度监控系统的主机部分的设计，主要包括以下工作： （1）收集电力变压器温度控制系统的控制原理的实际资料，确定要保证变压器风冷系统正常运行及实现无人值班所需的远程通讯功能，必须采用以单片机为核心的控制系统来完成；为保证风机能可靠安全运行，必须收集一既能被单片机驱动又能保证风机可靠运行的元件。 （2）方案设计。 （3）确定系统配置及功能，并根据系统功能要求完成系统硬件设计。 （4）根据设计原则完成控制系统的软件设计。 （5）撰写设计说明书，绘制系统电路原理图。 （6）完成指定内容的外文资料翻译。 第二节 设计要求 2.1 毕业设计的主要内容 （1）完成系统设计； （2）选择合适的单片机，作为主机CPU； （3）独自完成主机