干式变压器温控仪的设计方法

发表时间:2019-04-11 09:21:09

干式变压器温控仪 (以下简称:温控仪) 主要是由温度传感器和微处理器 (单片机) 构成的智能仪器;它使用三只铂电阻 (温敏电阻) 作为温度传感器来测量干式变压器三相绕组的温度, 根据设定的温度值, 启停风机进行温度控制, 同时具有声光报警功能, 是保护干式变压器的重要装置。

1 单片机的特点

1.1 实时性

单片机可以在规定的时间内完成相应的任务, 在执行完规定任务的同时, 可对系统外部的异步事件做出快速响应。

1.2 可靠性

单片机把各个功能部件都集成在一块芯片上, 内部采用总线结构, 减少了各芯片之间的连接, 大大提高了单片机的可靠性与抗干扰能力。另外, 其体积小, 对于强磁场环境易于采取屏蔽措施, 适合在恶劣的环境下工作。

1.3 控制功能强

单片机是电子计算机这个庞大家庭的一个特是产品, 体积虽小, 但“五脏俱全”, 它非常适合用于专门的控制用途。为了满足工业控制的要求, 一般单片机的指令系统中有极其丰富的转移指令, I/O口的逻辑操作以及为处理器功能。单片机的逻辑控制功能及运行速度均高于同一档次的微型计算机。

1.4 优异的性价比

单片机采用了RISC流水线和DSP的技术, 该技术可提高速度和执行效率, 使单片机的性能明显的优于同性能的微处理器;单片机的用途广泛, 生产单片机的厂家很多, 因此, 在保证性能的同时, 低价格成为各厂商竞争的主要策略。

2 温控仪硬件平台搭建

根据干式变压器保护装置的功能要求, 温控仪应具备温度采集、三相温度显示、超温报警、故障报警、超温跳闸和风机启停控制等功能, 同时还须具备实时性和可靠性等特性, 再结合单片机的技术特点, 下文将从软件和硬件两个方面描述温控仪的实现方案。

该温控仪方案, 温敏电阻选用Pt100, 放大器采用LM324, 采样器选用MicroChip公司的MCP3204转换器, 控制芯片选用MicroChip公司的PCI16C73单片机, 采用数码管显示, 用三极管C9013驱动蜂鸣器、继电器等。

3 温控仪软件编程

单片机编程与硬件电路紧密相关, 根据温控仪功能和上述电原理图, 将软件划分为三部分:初始化、主循环和中断服务程序, 控制程序用C语言实现, 编译环境是MPLABX。

3.1 初始化代码设计

初始化代码段主要功能是对系统的参数和状态进行配置

3.2 主循环代码

主循环代码段主要功能包括:实时对系统的三路温度进行采集、超温报警处理、故障报警处理、超温跳闸处理、风机启停控制处理和按键处理等

3.3 中断程序代码设计

北京赛车pk10投注中断服务程序由定时器驱动, 主要功能是循环显示三相温度值和捕捉按键状态, 当报警状况出现时, 驱动蜂鸣器报警

4 温控仪调校

由于分立元件的个体差异, 尽管A路温度采样电路的匹配电阻R34、R35、R37与其它两路 (B路和C路) 对应的电阻阻值选择相同, 但依然存在细微差异, 导致对相同温度进行采样后, 其计算温度结果会不相同;因此, 温控仪还必须具有自校功能, 可通过等效仪对本机进行校准, 校准数据存与单片机内部的FLASH中;正常工作时, 用该校准数据校正实际采样计算结果, 这样可保证温控仪的一致性和准确性。

5 结论

综上所述, 该设计方案将单片机与传感器 (温敏电阻) 巧妙相结合, 构成了新一代智能温控仪, 它能将传感器初级变化后的电量作进行A/D变换, 通过相关公式计算得出采样点环境温度, 而后自动进行超温报警、故障报警、超温跳闸和风机启停控制等处理;该温控仪体积小, 功耗低, 能实时和准确地测量干式变压器内部温度, 并根据测量值和阀值自动进行相应控制;因此, 该温控仪是干式变压器保护装置的理想选择。

 

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