变压器微机保护装置的设计原理

变压器微机保护装置的设计原理1、设计背景〔“://jdbhw/“://jdbhw/〕电力变压器是电力系统中应用相当普遍而又格外重要的电气设备，它尤其在发电厂、变电站中起着举足轻重的作用！是整个电力系统稳定运转的有力保证！它运行较为牢靠，故障机率小。但即便如此，还是可能发生箱内故障、箱外故障及其他不正常工作状态。其中，箱内故障是格外危急的，由于短路电流产生的电弧不仅会破坏绕组绝缘，烧坏铁芯，将给电力系统的运行带来严峻的后果。微机保护装置的设计方向，将变压器的一二次数的测量并随之实行相应的措施，以到达对变压器实现有效的保护与掌握。2、设计的意义运行和防止扩大事故。二、设计方案依据方案所需要实现的功能，我们将系统构建成信号输入→信号处理→信号输出的模式，其系统框图以下图所示。左边为信号输入局部，可分为几个小模块进展设计；中间是信号处理局部，为AT89C51图2-1 保护系统框图LCD1602MaximMax471AD736，温再经过电流、电压监测模块，进展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展收集，接着把转换过的数据通入单片机中进展处理，最终报警并显示变压器当前的参数值并自动地掌握、调整变压器的运行。三、系统模块的设计CPU电流信号监测处理模块、电压信号监测处理模块及〔显示〕输出模块、通信模块。下面我们就一一进展较为具体的阐述。1、CPU在本设计中承受的微处理器〔CPU〕AT89C51，ATMEL高性能CMOS84kbytes〔PEROM的随机存储器〔RAM〕，8FLASH89C51少许扩展外围信号调理电路，即可精彩地实现本系统功能。以下图便是本设计所用到的单片机：AT89C51：单片机的复位电路：

图3-1 AT89C51外部引脚图图3-2 单片机复位电路图时钟电路:2、温度信号处理模块

图3-3 时钟电路图MAX6674。MAX66743-4：3-4MAX6674nmAlGaAsLED6N137图3-5 6N137广耦合原理图在具体的设计电路中，本芯片由模拟电源供给3.3V电压，并且接地点与模拟地AGND共地，最终接入真正的大地。实行模拟电压供电和单独接入模拟地AGNDMAX6674与数字系统的通信承受高速通信光耦隔离。通过Protel示。温度监测模块：图3-6 温度检测模块电路图3、电压、电流信号处理模块AD736A/DAD736AC/DC〔满200mVRMS〕、测量速率快、频率特性好〔0～460kHz〕、输入阻200μA.用它来测量正弦波电压的综合误差不超过±3%.AD73683-7：3-7AD736电压降低为沟通低压，以便于我们所设计的电压监测掌握模块的安全与有效处理。电压监测转换模块：图3-8 电压监测转换模块电路图接着，对于电流信号处理模块，我们承受MaximMAX471芯片，有一个电流输出端，可以用一个电阻来简洁的实现以大地为参考点的电流转换，并可工作在较宽的电压范围内。拥有完善的高端电流监测功能，内部含有周密的内部监测电阻，在工作范围2%。MAX4713-9。图3-9 MAX471内部构造图电流监测转换模块：图3-10 电流监测转换模块电路图4、报警，警示灯局部当电力变压器的温度，电流，电压超出额定值时，系统警报系统将会亮灯、鸣笛给与警示，以防工作人员在变压器故障状况下进入工作区域，造成人员伤亡。随后系统将会依据1.当变压器温度高于线圈材料的熔点时，即便变压器过按钮手动启动)。2，假设变压器最高温度没有高于线圈材料的熔点，则可以待变压器冷却后直接自动重启。报警模块：5、键盘与显示

3-11报警模块电路图键盘模块：当修理人员修复好烧坏的变压器线路时，按键以提示系统可以重启动。3-12键盘模块电路图显示模块：在电力变压器智能保护装置中，我们承受LCD1602积小，显示丰富，超薄轻松的诸多有点，在各类仪表和低功耗系统中得到了广泛的应用。此外，程序简洁，假设用数码管动态显示，会占用很多时间来刷显示，而这里用到的LCD1602显示模块电路图：图3-13 显示模块电路图6、RS485在综合了传输距离，传输本钱等多种因素后我们选择串行口通信，进展数据的创送。UARTRS-48576176光电隔离数据通信模块：7、设计总图

图3-14 RS485串行通信电路图图3-15 变压器智能保护系统电路图四、软件流程设计四、软件流程设计1.综合分析1.综合分析AT89C5151μC／OS-II在其根底上进展主变的智能实时测控保护。检测任务、RS-485在这些任务中，温度检测任务、电流、电压检测任务、开关量输出任务、信息显示任务、报警任务均没有外部中断启动条件，因此，这些任务都作为时钟实时定时任务。键盘输入的检测也是由时钟实时定时任务来完成。RS-485或者内部事务主动调用启动。本系统的开发编译环境承受KeilμVision3KeilSoftware51C2.软件算法2.软件算法信掌握、系统报警调度掌握。温度监测将作为一个系统时钟中断驱使任务，可定时实时完成；电流、电压监测也将作为一个系统时钟中断驱使的任务，定时实时完成；供显示任务和通信任务调用；键盘显2I／O按键是否按下；通信掌握算法主要是解决通讯任务的启动方式，分为实时中断启动和随机中断启动两种方式；系统调度掌握的作用是对上述几个任务进展调度和安排，同时也担当系统各掌握参数的修改、掌握和检测。3.软件流程图〔简易〕3.软件流程图〔简易〕主程序流程图主程序开头主程序开头各模块初始化时钟中断时钟更推断变压器温度是否高出材料熔点？YN推断变压器一二侧电压或电流是大于额定值？次否NY自动终止变压器工作并亮灯，鸣笛亮警示灯，鸣笛液晶显示电流电压大小推断修理人员是否按下修理完成键？N自动终止变压器工作，待变压器冷却后自动重启Y系统重自动启动返回图4-1 软件流程图五、设计总结五、设计总结AT89C51高了实时掌握力量。软件设计上，以实时操作系统为平台，并在其根底上快速、良好而又实时地运行各种检测和显示任务，到达了智能化和实时性的目的。对于本次试验，我的收获是很大的：首先，加深理解了单片机的学问，并运用学到的专谨求实的争论、学习作风！我也充分体会到系统设计的困难与曲折