CN107179139A - 一种基于单通道数字光纤通信的变压器油温测量系统 - Google Patents

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李斌
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    • G08C23/06—Non-electrical signal transmission systems, e.g. optical systems through light guides, e.g. optical fibres

Abstract

本发明公开了一种基于单通道数字光纤通信的变压器油温测量系统，包括单通道数字光纤通信模块、变压器油温测量模块和F499外围接口电路，所述单通道数字光纤通信模块的输入端通过PCM端机与所述变压器油温测量模块通信连接，所述单通道数字光纤通信模块和所述变压器油温测量模块分别与所述F499外围接口电路电性连接；所述单通道数字光纤通信模块包括两个PCM端机、输入接口、光发送端机、光中继器、光接收端机和输出接口。该发明的有益效果是具有方便实时在线检测和集中控制的特点，以及准确性较高。

Description

一种基于单通道数字光纤通信的变压器油温测量系统
技术领域
发明涉及通信与检测系统技术领域，具体为一种基于单通道数字光纤通信的变压器油温测量系统。
背景技术
变压器的绝缘老化，主要是由于温度、湿度、氧化和油中分解的劣化物质的影响所致。但老化的速度主要由温度决定，绝缘的工作温度愈高，化学反应进行的愈快，绝缘的机械强度和电气强度丧失的愈快，绝缘老化速度愈快，变压器使用年限也愈短。实际上绕组温度受负荷波动和气温变化的影响，变化范围很大。因此，对变压器的温度进行实时采集，使其维持在一定的范围内，对变压器的寿命有重要的意义。在线监测变压器油温对早期诊断变压器故障十分重要，但是因变压器结构复杂，影响其安全运行的因素较多，使得在线监测的难度很大。油温测量过去一般是采用间接的模拟测量方法，准确性差，而且不及时。本申请通过采用铂电阻作为变压器油温测量的传感器，MSP430F449单片机为核心处理器件，实现对变压器油温测量，采用单通道数字光纤实现与上位机之间的通信，实时的监测变压器油温，使得该系统具有方便实时在线检测和集中控制的特点，以及准确性较高。
发明内容
发明的目的在于提供一种基于单通道数字光纤通信的变压器油温测量系统，以解决上述背景技术中提出的问题。
为实现上述目的，发明提供如下技术方案：一种基于单通道数字光纤通信的变压器油温测量系统，包括单通道数字光纤通信模块、变压器油温测量模块和F499外围接口电路，所述单通道数字光纤通信模块的输入端通过PCM端机与所述变压器油温测量模块通信连接，所述单通道数字光纤通信模块和所述变压器油温测量模块分别与所述F499外围接口电路电性连接；
所述单通道数字光纤通信模块包括两个PCM端机、输入接口、光发送端机、光中继器、光接收端机和输出接口，其中一个所述PCM端机通过所述输入接口与所述光发送端机电性连接，所述光发送端机通过光纤线路与所述光中继器光信号连接；所述光中继器通过光纤线路与所述光接收端机光信号连接，所述光接收端机通过输出接口与另一个所述PCM端机电性连接；
所述变压器油温测量模块包括PCM端机、两个RS232转换器、两个CMI编码器、两个光收发模块、MSP430、调理电路和铂电阻，所述PCM端机与其中一个所述RS232转换器电性连接，其中一个所述RS232与其中一个所述CMI编码器电性连接，其中一个所述CMI编码器与其中一个所述光收发模块电性连接，其中一个所述光收发模块通过光纤线路与其中另一个所述光收发模块信号连接，其中另一个所述光收发模块与其中另一个所述CMI编码器电性连接，其中另一个所述CMI编码器与其中另一个所述RS232转换器电性连接，所述其中另一个所述RS232转换器与所述MSP430电性连接，所述铂电阻通过所述调理电路与所述MSP430电性连接；
所述F499外围接口电路包括MSP430 F499、电源、LCD显示屏、V/F转换模块、键盘接口电路、晶振、输出控制电路和串行通讯接口电路，所述电源、所述LCD显示屏、所述V/F转换模块、所述键盘接口电路、所述晶振、所述输出控制电路和所述串行通讯接口电路分别与所述MSP430 F499电性连接。
优选的，所述MSP430 F499包括COM0-COM3接口、S0-S14接口、I/O接口、P1.1接口、P1.2接口、P1.3接口、P2.1接口、P2.4接口、P2.5接口、Xin接口、XOUT接口、DVcc1接口、DVss1接口、AVcc接口和AVss接口，所述COM0-COM3接口和所述S0-S14接口分别与所述LCD显示屏电性连接，所述I/O接口与所述V/F转换模块电性连接，所述P1.1接口、所述P1.2接口和所述P1.3接口分别与所述键盘接口电路电性连接，所述P2.1接口与所述输出控制电路电性连接，所述P2.4接口和所述P2.5接口分别与所述串行通讯接口电路电性连接，所述Xin接口和所述XOUT接口分别与所述晶振电性连接，所述DVss1接口和所述AVss接口分别与所述电源电性连接。
优选的，所述PCM端机包括PCM编码模块，所述PCM编码模块包括抽样处理模块、量化处理模块和编码模块，所述抽样处理模块通过所述量化处理模块与所述编码模块电性连接。
优选的，所述光发送端机包括光源、驱动器、调制器和功率放大器；所述光接收端机包括光检测器、前置放大器、整形放大器、定时恢复器和判决再生电路器。
与现有技术相比，发明的有益效果是：该基于单通道数字光纤通信的变压器油温测量系统，系统以MSP430F449为主控制器件，MSP430F449内部具有高、中、低速多个时钟源，可以灵活的配置给各模块使用以及工作于多种低功耗模式，大大降低控制电路的功耗提高整体效率；首先，电力变压器油温经过铂电阻和信号调理电路采集放大为适合A／D转换器的电压值，然后，A／D转换器对模拟信号进行采样并转换位数字信号后经MSP430F449作预处理，该监测系统通过电平转换电路采用单通道数字光纤实现与PCM端机的串行通信，PCM端机实现对温湿度值的进一步分析和对系统的控制，利用单通道数字光纤通信模块的光发送端机和光接收端机内的光纤收发模块构建的光纤通信系统完成数据的远程传输，借助MSP430F449单片机和上位机之间的串行通信完成人机交互监测，采用铂电阻作为变压器油温测量的传感器，MSP430F449单片机为核心处理器件，实现对变压器油温测量，采用单通道数字光纤实现与上位机之间的通信，实时的监测变压器油温，使得该系统具有方便实时在线检测和集中控制的特点，以及准确性较高。
附图说明
图1为发明的单通道数字光纤通信模块原理示意图；
图2为发明的变压器油温测量模块原理示意图；
图3为发明的F499外围接口电路示意图。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
请参阅图1-3，发明提供一种技术方案：包括单通道数字光纤通信模块、变压器油温测量模块和F499外围接口电路，所述单通道数字光纤通信模块的输入端通过PCM端机与所述变压器油温测量模块通信连接，所述单通道数字光纤通信模块和所述变压器油温测量模块分别与所述F499外围接口电路电性连接；
所述单通道数字光纤通信模块包括两个PCM端机、输入接口、光发送端机、光中继器、光接收端机和输出接口，其中一个所述PCM端机通过所述输入接口与所述光发送端机电性连接，所述光发送端机通过光纤线路与所述光中继器光信号连接；所述光中继器通过光纤线路与所述光接收端机光信号连接，所述光接收端机通过输出接口与另一个所述PCM端机电性连接；
所述变压器油温测量模块包括PCM端机、两个RS232转换器、两个CMI编码器、两个光收发模块、MSP430、调理电路和铂电阻，所述PCM端机与其中一个所述RS232转换器电性连接，其中一个所述RS232与其中一个所述CMI编码器电性连接，其中一个所述CMI编码器与其中一个所述光收发模块电性连接，其中一个所述光收发模块通过光纤线路与其中另一个所述光收发模块信号连接，其中另一个所述光收发模块与其中另一个所述CMI编码器电性连接，其中另一个所述CMI编码器与其中另一个所述RS232转换器电性连接，所述其中另一个所述RS232转换器与所述MSP430电性连接，所述铂电阻通过所述调理电路与所述MSP430电性连接；
所述F499外围接口电路包括MSP430 F499、电源、LCD显示屏、V/F转换模块、键盘接口电路、晶振、输出控制电路和串行通讯接口电路，所述电源、所述LCD显示屏、所述V/F转换模块、所述键盘接口电路、所述晶振、所述输出控制电路和所述串行通讯接口电路分别与所述MSP430 F499电性连接。
优选的，所述MSP430 F499包括COM0-COM3接口、S0-S14接口、I/O接口、P1.1接口、P1.2接口、P1.3接口、P2.1接口、P2.4接口、P2.5接口、Xin接口、XOUT接口、DVcc1接口、DVss1接口、AVcc接口和AVss接口，所述COM0-COM3接口和所述S0-S14接口分别与所述LCD显示屏电性连接，所述I/O接口与所述V/F转换模块电性连接，所述P1.1接口、所述P1.2接口和所述P1.3接口分别与所述键盘接口电路电性连接，所述P2.1接口与所述输出控制电路电性连接，所述P2.4接口和所述P2.5接口分别与所述串行通讯接口电路电性连接，所述Xin接口和所述XOUT接口分别与所述晶振电性连接，所述DVss1接口和所述AVss接口分别与所述电源电性连接。所述PCM端机包括PCM编码模块，所述PCM编码模块包括抽样处理模块、量化处理模块和编码模块，所述抽样处理模块通过所述量化处理模块与所述编码模块电性连接。所述光发送端机包括光源、驱动器、调制器和功率放大器；所述光接收端机包括光检测器、前置放大器、整形放大器、定时恢复器和判决再生电路器。
工作原理：该基于单通道数字光纤通信的变压器油温测量系统，系统以MSP430F449为主控制器件，MSP430F449内部具有高、中、低速多个时钟源，可以灵活的配置给各模块使用以及工作于多种低功耗模式，大大降低控制电路的功耗提高整体效率；首先，电力变压器油温经过铂电阻和信号调理电路采集放大为适合A／D转换器的电压值，然后，A／D转换器对模拟信号进行采样并转换位数字信号后经MSP430F449作预处理，该监测系统通过电平转换电路采用单通道数字光纤实现与PCM端机的串行通信，PCM端机实现对温湿度值的进一步分析和对系统的控制，利用单通道数字光纤通信模块的光发送端机和光接收端机内的光纤收发模块构建的光纤通信系统完成数据的远程传输，借助MSP430F449单片机和上位机之间的串行通信完成人机交互监测，采用铂电阻作为变压器油温测量的传感器，MSP430F449单片机为核心处理器件，实现对变压器油温测量，采用单通道数字光纤实现与上位机之间的通信，实时的监测变压器油温，使得该系统具有方便实时在线检测和集中控制的特点，以及准确性较高。
显然，本领域的技术人员可以对本发明进行各种改动和变型而不脱离本发明的精神和范围。这样，倘若本发明的这些修改和变型属于本发明权利要求及其等同技术的范围之内，则本发明也意图包含这些改动和变型在内。

Claims (4)

1.一种基于单通道数字光纤通信的变压器油温测量系统，其特征在于：包括单通道数字光纤通信模块、变压器油温测量模块和F499外围接口电路，所述单通道数字光纤通信模块的输入端通过PCM端机与所述变压器油温测量模块通信连接，所述单通道数字光纤通信模块和所述变压器油温测量模块分别与所述F499外围接口电路电性连接；
所述单通道数字光纤通信模块包括两个PCM端机、输入接口、光发送端机、光中继器、光接收端机和输出接口，其中一个所述PCM端机通过所述输入接口与所述光发送端机电性连接，所述光发送端机通过光纤线路与所述光中继器光信号连接；所述光中继器通过光纤线路与所述光接收端机光信号连接，所述光接收端机通过输出接口与另一个所述PCM端机电性连接；
所述变压器油温测量模块包括PCM端机、两个RS232转换器、两个CMI编码器、两个光收发模块、MSP430、调理电路和铂电阻，所述PCM端机与其中一个所述RS232转换器电性连接，其中一个所述RS232与其中一个所述CMI编码器电性连接，其中一个所述CMI编码器与其中一个所述光收发模块电性连接，其中一个所述光收发模块通过光纤线路与其中另一个所述光收发模块信号连接，其中另一个所述光收发模块与其中另一个所述CMI编码器电性连接，其中另一个所述CMI编码器与其中另一个所述RS232转换器电性连接，所述其中另一个所述RS232转换器与所述MSP430电性连接，所述铂电阻通过所述调理电路与所述MSP430电性连接；
所述F499外围接口电路包括MSP430F499、电源、LCD显示屏、V/F转换模块、键盘接口电路、晶振、输出控制电路和串行通讯接口电路，所述电源、所述LCD显示屏、所述V/F转换模块、所述键盘接口电路、所述晶振、所述输出控制电路和所述串行通讯接口电路分别与所述MSP430 F499电性连接。
2.如权利要求1所述的一种基于单通道数字光纤通信的变压器油温测量系统，其特征在于：所述MSP430 F499包括COM0-COM3接口、S0-S14接口、I/O接口、P1.1接口、P1.2接口、P1.3接口、P2.1接口、P2.4接口、P2.5接口、Xin接口、XOUT接口、DVcc1接口、DVss1接口、AVcc接口和AVss接口，所述COM0-COM3接口和所述S0-S14接口分别与所述LCD显示屏电性连接，所述I/O接口与所述V/F转换模块电性连接，所述P1.1接口、所述P1.2接口和所述P1.3接口分别与所述键盘接口电路电性连接，所述P2.1接口与所述输出控制电路电性连接，所述P2.4接口和所述P2.5接口分别与所述串行通讯接口电路电性连接，所述Xin接口和所述XOUT接口分别与所述晶振电性连接，所述DVss1接口和所述AVss接口分别与所述电源电性连接。
3.如权利要求1所述的一种基于单通道数字光纤通信的变压器油温测量系统，其特征在于：所述PCM端机包括PCM编码模块，所述PCM编码模块包括抽样处理模块、量化处理模块和编码模块，所述抽样处理模块通过所述量化处理模块与所述编码模块电性连接。
4.如权利要求1所述的一种基于单通道数字光纤通信的变压器油温测量系统，其特征在于：所述光发送端机包括光源、驱动器、调制器和功率放大器；所述光接收端机包括光检测器、前置放大器、整形放大器、定时恢复器和判决再生电路器。
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