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大型变压器强迫油循环风冷自动控制系统设计

作　者: 李冬梅
导　师: 毛一之
学　校: 河北工业大学
专　业: 电气工程
关键词: 变压器 单片机 风冷系统 自动控制
分类号: TM41
类　型: 硕士论文
年　份: 2011年
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内容摘要


电力变压器作为电力系统和广大企业用户广泛应用的电气设备,在联络电网,电力的输送、分配和使用过程中发挥着核心关键作用,而变压器风冷控制系统则是保证其安全正常运行的重要部分。传统的变压器风冷装置,由于控制系统主要由机械触点逻辑电路实现,安全隐患多,自动化程度低,不能适应当今无人值守变电站的需要,因此新的控制系统的设计方案势在必行。本文针对传统变压器风冷控制系统存在的控制回路复杂、可靠性低、风机的保护方式简单、控制误差大、故障率高、维护工作量大、无法实现远程通讯等问题,经过多方面的技术分析和调研,设计开发了以单片机为核心的变压器风冷控制系统,该系统充分利用软件资源,在保证控制系统可靠性的基础上尽量简化装置的硬件电路,彻底摒弃继电器逻辑处理方式,完善了变压器风冷控制系统的功能。系统以变压器顶层油温及负荷等参数作为被控量,采用具有延迟裕度的投、切温度阈值的控制策略和按风机累计运行时间自动均衡投切风机的控制方法来实现风机的自动控制。另外,主回路选用无触点交流固态继电器代替交流接触器控制风冷装置的投切。固态继电器关断速度快,避免因触点烧坏而导致风机停运。该系统可克服传统变压器风冷控制系统逻辑控制功能低下、不便扩展、易发生接触不良等弊端,其功能完善、易于扩展、便于维护、运行安全可靠,实现了风冷控制系统的自动化控制,是传统变压器风冷控制系统的理想替代产品,具有工程应用价值。

全文目录


摘要  4-5
ABSTRACT  5-9
第一章 绪论  9-12
  1-1 选题的背景及其意义  9-10
  1-2 国内外研究现状  10-11
  1-3 本文的主要研究工作  11-12
第二章 大型变压器风冷控制系统的设计方案  12-24
  2-1 强迫油循环风冷装置的结构和工作原理  12-13
  2-2 变压器风冷控制系统设计应遵循的原则  13-14
  2-3 大型变压器风冷控制系统的工作原理  14-17
    2-3-1 变压器风冷控制系统主要功能模块的实现方法和作用简介  15-16
    2-3-2 变压器风冷控制系统的主要功能  16
    2-3-3 变压器风冷系统的风机分组设计方案  16-17
  2-4 变压器风冷系统控制策略的研究  17-22
    2-4-1 变压器油温自动控制的控制方法  17-18
    2-4-2 风冷装置综合投切控制原则  18-20
    2-4-3 按风机累计运行（停止）时间投切的控制方法  20-22
  2-5 单片机的光电隔离技术  22-23
  2-6 单片机的抗干扰技术  23-24
第三章 变压器风冷控制系统的硬件设计  24-37
  3-1 变压器风冷控制系统的硬件设计  24-30
    3-1-1 主要元器件的选择  24-25
    3-1-2 主电路及控制电路的设计  25-26
    3-1-3 E~2PROM 存储器电路的设计  26-27
    3-1-4 变压器油温测量电路的设计  27-28
    3-1-5 显示模块的设计  28
    3-1-6 “看门狗”电路设计  28-30
  3-2 RS-485 串行通信模块的设计  30-33
    3-2-1 RS－485 协议简介及MAX485 芯片介绍  30-31
    3-2-2 PC 机与单片机之间通讯的实现  31-33
  3-3 印制电路板的制作  33-37
    3-3-1 电源线、地线设计  33-34
    3-3-2 电磁兼容性设计  34-35
    3-3-3 去耦电容配置  35
    3-3-4 元器件布局与热设计  35-37
第四章 大型变压器风冷控制系统的软件设计  37-45
  4-1 变压器风冷控制系统的主控回路程序设计  37-40
    4-1-1 主程序的设计  37-38
    4-1-2 子程序1 的设计  38-39
    4-1-3 子程序2 的设计  39-40
    4-1-4 子程序3 的设计  40
  4-2 RS485 通信模块设计  40-45
    4-2-1 上位机程序设计  41-42
    4-2-2 下位机程序  42-43
    4-2-3 串行通信协议  43-45
第五章 结论  45-46
参考文献  46-48
附录 A  48-49
致谢  49

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中图分类: > 工业技术 > 电工技术 > 变压器、变流器及电抗器 > 电力变压器
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