毕业论文--10kV电力变压器状态参量监测系统设计Word格式文档下载.doc

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电力变压器；

铁芯接地电流；

电压；

变压器油温；

在线监测

Abstract

Asoneoftheimportantequipmentinthepowergrid,powertransformerworksornotdirectlyaffectthesafeandstableoperationofpowergrids.Thispaperfirstprovidespowertransformeronlinemonitoringsystemofpurposeandmeaning,researchanddevelopmenttrendsathomeandabroad,andthenmakeathoroughanalysis.

Thissecondarticledescribescoreearthcurrents,voltages,temperatureonlinemonitoringsystem.Thesystemcanberealizedonearthcurrent,voltageandtemperatureoftransformercorestorageorregularlymonitoredinrealtimeandhistoricaldata,Andontheground,current,voltage,temperatureexceedsthenationalstandardswillbeabletosendasignalandautomaticswitchingofcurrent-limitingresistor,tolimittheearthcurrent,voltageandtemperaturewithinthescopeofthecoderequirements.Current,voltageandtemperatureon-linemonitoringoftransformercore,youmustensurethatcollectedsignalsaretrueandcorrect,shouldensurethatmonitoringdevicesatthesametimeminimisechangetherunningoftransformerconnectionstate.AsachangeinthecurrentscopeofworkequipmentmusthaveagoodAutomaticRangeconversionandprotectioncircuit.Inadverseelectromagneticenvironmentofthetransformers,stableandreliableequipmenttobeabletowork,EMIisdifficult.Asaportabledevice,makesurethesignalmeasurediteasytouploaddatatothecontrolofpersonnel,meansofcommunicationthebestuseofwirelessmeans.Automaticprocessingformulti-pointearthingfaultasmuchaspossible.

Keywords:

powertransformer;

Coreearthcurrent;

Voltage;

Transformeroiltemperature;

On-linemonitoring

I

目录

0引言 1

1绪论 2

1.1目的和意义 2

1.2国内外发展现状 3

1.3变压器原理 4

210kV电力变压器状态参量监测系统总体设计方案 5

2.1在线监测系统的组成 5

2.2功能设计方案 6

310kV电力变压器状态参量监测系统硬件电路设计 8

3.1电流信号的提取部分 9

3.2电压电流互感器原理和使用 9

3.2.1电压互感器工作原理 10

3.2.2电流互感器工作原理 11

3.3电压互感器的选择和采样电路设计 12

3.3.1JDZW-10型电压互感器的性能和特性概述 12

3.3.2电压互感器采样和测量电路设计 13

3.4电流互感器的选择和电路设计 14

3.4.1LBZ-10型电流互感器技术指标 14

3.4.2电流互感器采样和测量硬件电路设计 15

3.5DS18B20温度检测系统设计 16

3.6限流电阻单元 18

3.7ADC0832采样电路设计 19

3.7.1外部引脚及其说明 20

3.7.2单片机对ADC0832的控制原理 20

3.7.3ADC0832典型应用 22

3.8LCD1602液晶显示部分 24

3.9抗电磁干扰 26

3.10单片机最小系统设计 26

3.10.1晶振电路 29

3.10.2STC89C52的并行I/O口详细说明 30

3.11键盘操作部分 31

3.11.1键盘 31

3.12信号传输部分 33

3.13SIM300C模块 33

3.14SIM卡接口 33

410kV电力变压器状态参量监测系统软件设计 34

4.1软件控制部分流程图 34

4.2ADC0832子程序流程图 35

4.3延时子程序流程图 36

5总结 37

致谢 38

参考文献 39

附录A译文 40

附录B 51

辽宁工程技术大学毕业设计（论文）

0引言

变压器作为电力系统的枢纽设备，其运行可靠性直接影响电力系统的安全运行。

为保证电力系统的稳定，必须加强对电力变压器绝缘的监测和诊断。

变压器参量被广泛认为是导致变压器劣化的重要因素，与变压器运行的安全性和可靠性具有密切联系。

变压器中多种参量在线监测系统中的自动识别，能够及时发现内部缺陷及变压器损坏程度，防止事故发生。

现代电力系统日趋复杂，对电力设备运行可靠性的要求不断提高。

电力变压器作为电力系统中重要的变电设备，其运行状态将直接影响到电力系统的安全运行。

目前电力系统中变压器等电力设备大多采用定期检修方式，这种体制存在着严重缺陷，如维修不足、维修过剩或盲目维修等，这使世界各国每年在设备维修方面耗资巨大且影响了供电可靠性。

怎样合理安排电力设备的检修，节省检修费用、降低检修成本，同时保证系统有较高的可靠性，对系统运行人员来说是一个重要课题。

在电力系统中推行状态检修是解决上述问题的有效手段，而故障诊断就是状态检修的基础和前提。

1绪论

1.1目的和意义

在电力系统中,变压器非常重要,也是非常昂贵的设备。

其主要实现电能的分配、电压的转化以及转移的作用。

电力系统安全与否、供电性能是否可靠、运行是否经济与变压器有着直接的关系。

电力变压器的工作效率代表电力部门的财政收益。

所以,变压器的正常运行对整个电力系统而言非常重要。

但是因为变压器常处于不停歇工作的状态,所以无法避免故障的产生。

导致变压器出现事故的原因很多,其中包括变压器在安装、维护、检修时,没有严格按照相关要求,导致变压器存在一定的缺陷,存在严重的故障隐患;

自然灾害也是导致变压器发生故障及事故的重要原因;

因为变压器长期处于运行的状态,所以其组成材质逐渐劣化,为事故的发生埋下隐患,已经成为导致变压器出现故障的主要原因。

因为无法避免变压器故障的出现,对其故障实现早期预测以及准确的诊断非常重要,也具有较强的实用性。

所以，变压器有必要研究状态监测和在线状态监测，如何科学有效的防止变压器故障及快速准确监测变压器故障，提高电力变压器的安全性、可靠性，降低维修成本，保证供电质量的研究显得十分有意义，应该引起重视.电力变压器实行状态参量监测是先进的科学管理方法，原有电力变压器的运行监测已难以适应高安全、优质、可靠、经济性电网的发展要求，实现状态参量监测，可以减少监测的盲目性，降低运行维护费用，提高资金利用率，提高电力变压器运行可靠性及设备寿命，减轻工人劳动强度，实现减员增效，提高企业社会效益和经济效益。

因此，在线监测变压器、及时了解变压器的设备以及运行状态是电力工作人员追求的工作目标。

1.2国内外发展现状

从国内外的研究情况来看,对变压器的状态参量监测工作的研究已经受到国内的广泛关注,也取得了一定的成果。

但总的来说,较多的集中在对电气或机械方面的具体参量进行监测,还缺乏一种有效的方法来表征变压器运行状态和各种试验、运行参数之间的关系。

目前利用综合信息对变压器进行状态评估的研究还远未达到实用要求。

近年，电力变压器及电气设备的状态评估受到了很大的重视,但在我国仍处在学术讨论范围中,没有达到实用的要求。

造成这种状况的原因是多方面的,除管理维护、质量监督、设计标准等方面的问题外,反映在评估技术上的问题主要有:

评估时没有把各类设备一并考虑。

预试及检修均要求设备退出运行,而设备一般不易单独退出运行,通常一个间隔的设备必须同时退出运行,因此电气设备的维护是相互关联和相互影响的；

历史数据与在线数据的数值化管理欠缺；

缺乏行之有效的诊断理论与方法,仅提供数据,且知识贫乏,不能建立各种监测信息之间的关联关系,无法解释测量结果正常的波动,很难做出准确的变压器状态评估。

从目前国内外变压器状态在线监测技术发展来看，主要的技术有两种：

局部放电在线监测和油色谱分析。

变压器的色谱在线监测技术是相对成熟的、有效的、最受电力部门欢迎的技术，而局部放电在线监测技术是以变压器内部局部放电时产生的电光声等现象为依据，通过能描述这些现象的物理量来表征局部放电的状态（包括定位和放电的程度），可以预防变压器的突发性故障。

因此，这两种状态监测技术各有优势，可同时采用以实现互补。

1.3变压器原理

变压器是利用电磁感应的原理来改变交流电压的装置，主要构件是初级线圈、次级线圈和铁芯（磁芯），如图1-1所示。

主要功能有：

电压变换、电流变换、阻抗变换、隔离、稳压（磁饱和变压器）等。

按用途可以分为：

配电变压器、电力变压器、全密封变压器、组合式变压器、干式变压器、油浸式变压器、单相变压器、电炉变压器、整流变压器等。

变压