CN101937241A

CN101937241A - 一种变压器电子温控器

Info

Publication number: CN101937241A
Application number: CN 201010273438
Authority: CN
Inventors: 陈玉国; 王中强; 宋宗良; 刘坤; 田卫东; 白峰君
Original assignee: Shandong Dachi Electric Co Ltd
Current assignee: Shandong Dachi Electric Co Ltd
Priority date: 2010-09-07
Filing date: 2010-09-07
Publication date: 2011-01-05

Abstract

本发明涉及一种变压器电子温控器，包括人机交互板和测控电路板，人机交互板有操作键盘和显示器，测控电路板有制冷风机控制电路、温控器人机接口电路、微处理器系统、温控器电源电路、变压器温度采集电路、串行通信接口电路，测控电路板还包括制制冷风机过载/断相检测电路和冷风机断相保护电路；冷风机断相保护电路的输入端连接微处理器系统，输出端连接三相制冷风机；制冷风机过载/断相检测电路连接微处理器系统，制冷风机过载/断相检测电路输入端连接三相制冷风机，输出端连接制冷风机过载/断相报警电路和设备。有益效果是将温控器的温度采集测量、风机控制和风机过载/断相检测、断相保护、失电报警等功能于一身，成本低，可靠性高。

Description

一种变压器电子温控器

技术领域

本发明属于通用的电力变压器温度控制领域，涉及一种变压器电子温控器。

背景技术

用于变压器温度检测和制冷风机控制的电子温控器是保证变压器安全运行的重要装置之一。目前变压器温度控制普遍采用PT 100铂电阻作为变压器的温度检测传感器，采用单相或三相风机作为温度控制的执行元件，采用微处理器对温度传感器采集的变压器温度进行计算处理，并根据采集到的变压器温度对制冷风机进行开关控制，输出变压器超温报警、温度传感器故障等报警信息以及超温跳闸等控制信号。

变压器电子温控器的工作流程为：当变压器温度高于设定的温度(风机启动温度)值时控制电路启动，打开制冷风机。如温度继续上升，达到设定的超温报警温度点时，启动超温报警功能，发出超温报警信息。如温度进一步上升，达到设定的超温跳闸温度点时，为防止变压器因温度过高而损坏，温控器将输出超温跳闸信号，可以通过跳闸来停止变压器的运行。

变压器电子温控器的基本功能包括以下几个方面：

1)具有三相线包温度的巡回显示和最高相温度显示的切换功能。

2)可根据设定的开风机温度和关风机温度自动控制风机的开启和关闭，保证变压器在正常温度下安全运行。当三相线包温度中的最高相温度超过开风机温度时，开启风机，同时在温控器面板上进行相应显示。

3)具有超温报警功能。当三相温度中的最高相温度达到超温报警温度时，温控器报警、通过开关量输出端子和串行总线输出超温报警信号，同时在温控器面板上进行相应显示。

4)具有超温跳闸功能，当三相温度中的最高相温度达到超温跳闸温度时，温控器报警、通过开关量输出端子输出超温跳闸信号，控制断路器切断变压器电源，避免变压器继续超温运行。同时还可通过串行总线输出超温报警信号，并在温控器面板上进行相应显示。

5)PT100传感器任何一相有故障时，温控器报警并输出故障报警信号。

7)手动控制风机功能，可手动启停风机。

8)定时开启风机的功能。

9)“黑匣子”功能，将断电时的变压器三相温度记录在存贮器中，方便用户查找掉电原因。

普通电力变压器电子温控器(系统结构见图1)大都具备以上功能，但不具备风机故障检测和断相保护功能，即制冷风机过载或断相时普通温控器无法检测到，而制冷风机过载或断相运行很容易造成风机损坏，风机损坏后若不能及时发现则变压器将在无制冷措施的情况下运行，很容易造成变压器温度上升后停止运行或损坏。为检测制冷风机故障并实现三相风机断相保护功能，目前一般都是采用普通电力变压器电子温控器加上交流接触器(或交流继电器)和热继电器(或其它断相检测装置)组成温控箱的方式来实现，参见图2，其结构复杂，使用不方便，而且无法进行失电报警，功能存在局限性。

发明内容：

本发明为了弥补现有技术的不足，提供了一种变压器电子温控器，它使用方便、功能齐全，具备风机检测、断相保护和失电报警功能，结构紧凑，体积小，便于安装和维护，在大大降低硬件成本的同时提高了温控器的可靠性。

本发明是通过如下技术方案实现的：

本发明的变压器电子温控器，包括人机交互板和测控电路板，人机交互板设有操作键盘和显示器，测控电路板包括制冷风机控制电路、温控器人机接口电路、微处理器系统、温控器电源电路、变压器温度采集电路、串行通信接口电路，冷风机控制电路连接三相制冷风机，温控器人机接口电路连接人机交互板的操作键盘和显示器，温控器电源电路连接电源，变压器温度采集电路连接电力变压器，串行通信接口电路通过RS485线连接外部监控网络，其特殊之处在于：测控电路板还包括制制冷风机过载/断相检测电路和冷风机断相保护电路；冷风机断相保护电路的输入端连接微处理器系统，输出端连接三相制冷风机；制冷风机过载/断相检测电路连接微处理器系统，制冷风机过载/断相检测电路输入端连接三相制冷风机，输出端连接制冷风机过载/断相报警电路和设备。

本发明的变压器电子温控器，测控电路板还包括温控器失电告警电路，温控器失电告警电路输入端连接温控器外部电源和温控器电源电路，输出端连接报警设备。

本发明的工作原理：

变压器温度采集电路实时采集变压器三相温度，当变压器温度高于设定的温度(风机启动温度)值时控制电路启动，打开制冷风机。同时制冷风机过载/断相检测电路实时监测风机运行状况，发现风机过载或断相运行时由制冷风机断相保护电路切断风机电源，防止因三相风机局部短路造成过流以及断相运行而损坏风机，同时发出风机过载或断相报警信号告知电力系统运行人员及时进行处理。

在温控器的整个运行过程中，温控器失电告警电路实时监测温控器系统工作电压，当检测到相关工作电压异常时立即发出温控器失电报警信号，告知电力系统运行人员及时进行处理，有效避免因未能及时发现温控器失电而导致变压器温度失去控制的情况发生。

本发明与图1所示系统的不同之处在于：

图1所示的普通电力变压器电子温控器具备变压器温度采集、制冷风机控制、PT100传感器故障报警、超温报警、超温跳闸以及串行通信等功能，但不具备风机故障检测和断相保护等功能。本发明(图3)除具备图1所示普通电力变压器电子温控器具备的全部功能外，还具备制冷风机过载检测和断相保护功能，提高了变压器温度控制系统的可靠性，可有效防止因三相风机局部短路造成过流以及断相运行而损坏风机，有效避免因未能及时发现制冷风机故障而导致变压器温度上升的情况发生。

同时本发明还具备温控器失电报警功能，在供给温控器的电源断路或温控器本身电源故障的情况下，可向外提供温控器失电报警信号，从而使系统运行人员可以实时掌握温控器运行情况，有效避免因未能及时发现温控器失电而导致变压器温度失去控制的情况发生。

本发明与图2所示系统的不同之处在于：

本发明将普通电力变压器电子温控器的温度采集、风机控制功能和风机过载检测、断相保护功能实现电路集成在一块测控电路板上，不必像图2所示变压器电子温控箱那样需要在温控器外部接线，同时也避免了使用温控箱中采用的体积大且成本较高的电气元件，如交流接触器/交流继电器、热继电器/其它断相检测装置等。本发明系统结构紧凑，体积小，便于安装和维护，在大大降低硬件成本的同时提高了温控器的可靠性。有效克服了图2所示系统成本高、可靠性差的缺陷。

本发明的变压器电子温控器，除具备普通温控器的所有功能外，还具备制冷风机过载检测和断相保护功能，通过实时监测制冷风机三相绕组的电压和电流，当有一相/多相电压或电流超过设定值时，温控器立刻切断制冷风机的三相电源并发出报警信号。提高了变压器温度控制系统的可靠性，可有效防止因三相风机局部短路造成过流以及断相运行而损坏风机，有效避免因未能及时发现制冷风机故障而导致变压器温度上升的情况发生。

本温控器还具备温控器失电报警功能，在供给温控器的外部电源断路或温控器本身电源故障的情况下，可向外部提供温控器失电报警信号，从而使系统运行人员可以实时掌握温控器运行情况，有效避免因未能及时发现温控器失电而导致变压器温度失去控制的情况发生，更好的保证无人值守供电系统安全。

另外，本温控器将普通电力变压器电子温控器的温度采集测量、风机控制功能和风机过载/断相检测、断相保护、失电报警等功能实现电路集成在一块测控电路板上，系统结构紧凑，体积小，便于安装和维护，在大大降低硬件成本的同时提高了温控器的可靠性。

附图说明

图1为现有的普通电力变压器电子温控器示意图。图2为现有的具备风机检测和断相保护功能的变压器电子温控箱示意图。图3为本发明的具备风机检测和断相保护功能的变压器电子温控器示意图。

具体实施方式

附图为本发明的一种具体实施例。

本发明的变压器电子温控器，包括人机交互板和测控电路板，人机交互板设有操作键盘和显示器，测控电路板包括制冷风机控制电路、温控器人机接口电路、微处理器系统、温控器电源电路、变压器温度采集电路、串行通信接口电路，冷风机控制电路连接三相制冷风机，温控器人机接口电路连接人机交互板的操作键盘和显示器，温控器电源电路连接电源，变压器温度采集电路连接电力变压器，串行通信接口电路通过RS485线连接外部监控网络，其特殊之处在于：测控电路板还包括制制冷风机过载/断相检测电路和冷风机断相保护电路；冷风机断相保护电路的输入端连接微处理器系统，输出端连接三相制冷风机；制冷风机过载/断相检测电路连接微处理器系统，制冷风机过载/断相检测电路输入端连接三相制冷风机，输出端连接制冷风机过载/断相报警电路和设备。测控电路板还包括温控器失电告警电路，温控器失电告警电路输入端连接温控器外部电源和温控器电源电路，输出端连接报警设备。

本发明的变压器电子温控器采用PT100铂电阻温度传感器采集变压器的三相温度(干式变压器)或油温(油浸式变压器)，采集到的数据经过A/D(模/数)转换后由十六位微处理系统进行非线性校准等处理，处理好的数据送到人机交互板进行显示，同时可通过RS485总线送往后台监控软件。当温度超过用户设置值时，进行超温报警、超温跳闸等报警并对变压器制冷风机进行相关操作；当风机过载或断相运行时由制冷风机断相保护电路切断风机电源，防止因三相风机局部短路造成过流以及断相运行而损坏风机；当温控器失电时发出温控器失电报警信号通知系统运行人员及时处理。十六位微处理系统还可根据用户设置实现最高温度记录、掉电温度记录以及风机定时启动等功能。

十六位微处理系统采用德州仪器公司的MSP430系列单片机作为主控制芯片。MSP430系列单片机是一个16位的单片机，采用了精简指令集(RISC)结构，具有丰富的寻址方式(7种源操作数寻址、4种目的操作数寻址)、简洁的内核指令以及大量的模拟指令；大量的寄存器以及片内数据存储器都可参加多种运算；还有高效的查表处理指令；有较高的处理速度，在8MHz晶体驱动下指令周期为125ns。这些特点保证了可编制出高效率的源程序。MSP430系列单片机集成了较丰富的片内外设，包括看门狗、模拟比较器、定时器、串口、硬件乘法器、液晶驱动器等。这些片内外设为温控器有效完成变压器三相温度(或油温)及环境温度的采集、处理、超温报警、超温跳闸、最高温度记录、掉电温度记录、风机定时启动以及制冷风机过载检测和断相保护、温控器失电告警等功能提供了极大的方便。

本温控器的实现电路均采用工业级芯片，采用高性能16位微处理器，具有很好的稳定性和精确度，功能强、操作方便，电路性能优越，抗干扰能力强，能够适应较为恶劣的工作环境，运行可靠。可广泛应用于35千伏以下等级电力变压器的温度控制领域。

本变压器电子温控器采用的技术包括数据采集技术、微型计算机控制技术、数据存贮技术、I²C总线调整与存储技术、电磁抗干扰技术、串行数据通信技术、PT100非线性校准技术和软件可靠性设计技术等。

Claims

1.一种变压器电子温控器，包括人机交互板和测控电路板，人机交互板设有操作键盘和显示器，测控电路板包括制冷风机控制电路、温控器人机接口电路、微处理器系统、温控器电源电路、变压器温度采集电路、串行通信接口电路，冷风机控制电路连接三相制冷风机，温控器人机接口电路连接人机交互板的操作键盘和显示器，温控器电源电路连接电源，变压器温度采集电路连接电力变压器，串行通信接口电路通过RS485线连接外部监控网络，其特征在于：测控电路板还包括制制冷风机过载/断相检测电路和冷风机断相保护电路；冷风机断相保护电路的输入端连接微处理器系统，输出端连接三相制冷风机；制冷风机过载/断相检测电路连接微处理器系统，制冷风机过载/断相检测电路输入端连接三相制冷风机，输出端连接制冷风机过载/断相报警电路和设备。

2.根据权利要求1所述的变压器电子温控器，其特征在于：测控电路板还包括温控器失电告警电路，温控器失电告警电路输入端连接温控器外部电源和温控器电源电路，输出端连接报警设备。