变压器智能监测装置.docx

山东科技大学
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单片机在电力系统中的应用设计
题目：变压器监测（智能）装置设计
姓名：
班级： 电气工程及其自动化 2010-5班
学号：
指导老师：
2013年6 月25 日
山东科技大学
摘要
变压器是一种静止的电气设备，它利用电磁感应作用把一种电压的交流电能 转变为频率相同的另一种电压的交流电能。 在电力系统中，电力变压器作为联系 不同电压等级网络的不可缺少的重要设备， 广泛存在于各级电网中，具安全运行 关系到整个电力系统能否连续稳定的工作。
本实验设计中，我们根据当前变压器保护装置的设计方向， 将变压器的一二 次侧的电压与电流、变压器的温度这三组量作为电力变压器运行状态的检测参 数，通过对参数的测量并随之采取相应的措施， 以达到对变压器实现有效的保护 与控制。
关键词：AT89C51;单片机；变压器监测保护
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目录
一、变压器智能保护装置设计概述 1
设计背景 1
设计的意义 1
二、设计方案 2
三、系统模块的设计 3
1 .CPIM 块 3
2 .温度信号处理模块 5
3 .电压、电流信号处理模块 6
4 .报警模块 9
5 . RS485用行口通彳9部分 10
四、软件设计流程及流程图 11
1 .综合分析 11
2 .软件算法 12
3 .软件流程图 13
五、 设计总结 14
附录
设计总电路图 15
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（智能）装置设计概述
设计背景
随着电力系统的发展，电网的容量，电压等级不断提高，大型高 压变压器作为电能传送的枢纽，尤其在超高压远距离输电过程中其重 要性不言而喻，它的安全运行与否，直接关系到电力系统能否连续稳 定地工作。特别是由于大型变压器结构复杂、造价昂贵，一旦发生严 重故障而损坏，将给维修工作带来很大困难，造成经济上的重大损失。
电力变压器是电力系统中的重要设备，它在整个电力系统中起着 能量和电压转换的作用，具安全运行关系到整个电力系统能否连续稳 定的工作。鉴于电力变压器在系统中的重要性， 电力变压器的保护一 直受到世人的重视和关注。
设计的意义
变压器发生故障若不能快速切除， 不但会烧毁变压器，而且会引
发系统事故或大面积停电事故，给电力系统自身和社会生产带来重大 损失。近年来，电力系统的规模不断扩大，尤其是超高压远距离输电
系统越来越多地投入使用，使得大容量变压器的应用日益增多， 其安 全运行关系到整个电力系统能否连续稳定的工作。
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根据方案所需要实现的功能，我们将系统构建成信号输入一信号 处理一信号输出的模式，其系统框图下图所示。上边为信号输入部分, 可分为几个小模块进行设计；中间是信号处理部分，为 AT89C51最
电流检测模块采用的是 Maxim公司生产的Max471芯片，电压 检测模块采用AD736,温度监测模块选用 Maxim公司的MAX6674。 在电压、电流分别通过电压互感器和电流互感器后，再经过电流、电 压监测模块，进行对数据的采集与转换；变压器的温度直接通过温度 监测模块进行收集，接着把转换过的数据通入单片机中进行处理， 最
后报警并显示变压器当前的参数值并自动地控制、调整变压器的运
三、系统模块的设计
从总体上看，变压器智能保护系统可以分为以下模块： CPU模
块、温度信号处理模块、电流信号监测处理模块、电压信号监测处理 模块、通信模块。下面我们就一一进行较为详细的阐述。
1、cpiM块
在本设计中采用的微处理器（ CPU）是AT89C51,它是美国
ATMEL公司生产的低电压、高性能 CMOS 8位单片机，片内含4k bytes可编程可电擦除的只读存储器 （PEROM）和128bytes的随机存 储器（RAM）,片内置通用8位中央处理器，和FLASH存储单元， 功能强大，可供许多高性价比的应用场合，可灵活应用于各种控制领 域。在本系统中，只需一片 89C51并少许扩展外围信号调理电路， 即可出色地实现本系统功能。
单片机的复位电路：
单片机复位电路图
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温度检测模块电路图
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时钟电路:
TXAL1
30pF
口:L0592.
C 30pF
TXAL2
时钟电路图