CN205991844U - 一种基于单片机的变压器绕组热点温度无线监测装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种基于单片机的变压器绕组热点温度无线监测装置，它主要由安装在变压器电容式绝缘套管尾部的电流互感器、安装在变压器上部温度计座的数字温度传感器以及单片机、串口通信装置、无线传输装置和数码显示装置及报警器七部分组成。本实用新型将电流互感器和温度传感器采集的电流和温度信号，通过数据线传输给单片机，单片机根据变压器绕组热点温度计算模型，对数据进行处理，得出变压器绕组热点温度，并通过无线传输装置将数据发出，通过无线接收装置接收实时数据并显示在数码显示装置界面，实现了变压器绕组热点温度的远程实时监控并在热点温度高于允许值时自动报警。

Description

一种基于单片机的变压器绕组热点温度无线监测装置

技术领域

本实用新型属于变压器安全运行防护技术领域，涉及一种基于单片机的变压器绕组热点温度无线监测装置。

背景技术

电力变压器是电力系统中的关键设备之一，其运行可靠性与电力系统的安全稳定密切相关。变压器绕组绝缘的热点温度是限制运行中变压器负载能力的最大因素，变压器发热引起内部温度的升高也是变压器绝缘材料老化的主要因素，变压器热点温度允许限值为118℃，过高的绕组热点温度会加速变压器的热老化及绕组绝缘性能的劣化，因此，准确地获取变压器的绕组热点温度对提高变压器及电网安全运行水平有着重要意义。

实用新型内容

本实用新型的目的是提供一种基于单片机的变压器绕组热点温度无线监测装置，可以对变压器绕组热点温度进行远程实时监控，提高了对运行中的变压器的监控水平。

本实用新型通过下述技术方案实现：一种基于单片机的变压器绕组热点温度无线监测装置主要由单片机、电流互感器、数字温度传感器，串口通信装置，无线传输装置和数码显示装置组成，单片机根据变压器绕组热点温度计算模型对采集的电流和温度数据进行处理，并将计算出的变压器绕组热点温度通过无线发送装置发送到接收装置并通过数码显示装置显示，对变压器绕组热点温度实现远程在线实时监控并在热点温度高于允许值时自动报警。

所述单片机选用STC89C52RC，其性能能够满足系统要求。

所述温度传感器选用DS18B20。DS18B20是美国Dallas公司生产的一款可编程数字温度传感器，其测量精度高，封装后的DS18B20可用于电缆沟测温，高炉水循环测温，锅炉测温，机房测温，农业大棚测温，洁净室测温，弹药库测温等各种非极限温度场合。耐磨耐碰，体积小，使用方便，封装形式多样，适用于各种狭小空间设备数字测温和控制领域。该传感器为全数字化，可直接将采集到的温度转换成数字信号，连接到为处理器。通过单条数据线与微处理器连接时仅需要一条口线即可实现与微处理器的双向通讯。

所述无线传输装置采用SRWF-1，该产品支持多种接口波特率，也可根据需要提供其他非标准接口波特率。

所述数码显示装置选用LCD1602液晶屏，LCD1602是工业字符型液晶，能够同时显示16x02即32个字符。

所述变压器绕组热点温度计算模型是依据国家标准《油浸式电力变压器负载导则》GB/T 15164—94《电力变压器 第二部分 温升》GB1094.2—1996和IEC354《油浸式电力变压器负载导则》给出的热点温升计算公式，这是变压器绕组热点温度估算的经典方法。该热点温度计算公式为：

额定负载下稳态的热点温度公式为：

自然油循环（ON）

强迫油循环（OF）：

任意负载下稳态的热点温度公式为：

自然油循环（ON）：

强迫油循环（OF）：

式中：Θ _h——热点温度

Θ_a——环境温度

△Θ_{b r}——额定负荷下底部温升

△Θ_or——额定负荷下顶部温升

△Θ_I m r——额定负载下油的平均温升

H_{g r}——热点对绕组顶部油的温升

R——额定负载下负载损耗与空载损耗之比

K——负载系数,I/I_H （负载电流/额定电流）

x——油温指数

y——绕组温度指数

单片机能自动实现以上公式的运算。负载热特性主要数据如表1所示。对于ON冷却方式,认为△Θ _{I r}等于△Θ _or。

附图说明

图1为实用新型结构示意图。

图2为实用新型系统流程图。

图1中：1——变压器本体 2——顶层油温传感器探头 3——电流互感器 4模拟数字信号转换器 5——单片机 6——无线传输装置 7——无线接收装置 8——显示屏9——报警器 10——串口通信线 11——数据传输线

具体实施方式：

下面结合实施例对本实用新型做进一步地详细说明，以下实施例仅用于更加清楚的说明本实用新型技术方案，而不能以此来限制本发明的保护范围。

图2是本发明的系统流程图，本实用新型专利是一种基于单片机的变压器绕组热点温度无线监测装置，由单片机、电流互感器、数字温度传感器，串口通信装置，无线传输装置、数码显示装置和报警器等七部分组成。自然油冷却变压器数字温度传感器安插在变压器上部温度计座（强迫油循环冷却变压器数字温度传感器安装在冷却器出口测油孔），通过数据线与单片机相连接，由于该温度传感器产生的是数字信号，因此不需要进行模拟量向数字量转换。电流互感器安装在变压器电容式绝缘套管尾部，电流互感器将采集到的模拟电流信号经过模数转换后通过数据线传送到单片机，串口通信装置将单片机和无线传输装置连接起来，无线接收装置与数码显示装置连接。单片机将接收到的数据进行计算处理，得到变压器绕组热点温度，通过串口通信装置发送到无线传输装置，无线接收装置接收信号后在数码显示装置上实时显示变压器绕组热点温度并在温度高于允许值时自动报警。

表1 负载特性数据

Claims (6)

1.一种基于单片机的变压器绕组热点温度无线监测装置，其特征在于：由单片机、电流互感器、数字温度传感器、串口通信装置、无线传输装置、数码显示装置及报警器七部分组成；数字温度传感器通过数据线与单片机相连接，电流互感器将采集到的模拟电流信号经过模数转换后通过数据线传送到单片机，串口通信装置将单片机和无线传输装置连接起来，无线接收装置连接数码显示装置及报警器。

2.根据权利要求1所述的一种基于单片机的变压器绕组热点温度无线监测装置，其特征在于：对变压器绕组热点温度实现远程在线实时监控并在热点温度高于允许值时自动报警。

3.根据权利要求1所述的一种基于单片机的变压器绕组热点温度无线监测装置，其特征在于：所述单片机选用STC89C52RC。

4.根据权利要求1所述的一种基于单片机的变压器绕组热点温度无线监测装置，其特征在于：数字温度传感器选用数字传感器DS18B20。

5.根据权利要求1所述的一种基于单片机的变压器绕组热点温度无线监测装置，其特征在于：数码显示装置选用LCD1602液晶屏。

6.根据权利要求1所述的一种基于单片机的变压器绕组热点温度无线监测装置，其特征在于：所述无线传输装置采用SRWF-1。