一種具有自檢測(cè)功能的干式變壓器溫度控制裝置及其工作方法
【專利摘要】本發(fā)明為一種具有自檢測(cè)功能的干式變壓器溫度控制裝置，包括溫度檢測(cè)轉(zhuǎn)換單元、鍵盤(pán)顯示單元、故障處理單元、主控制單元、輸出控制單元、冷卻風(fēng)機(jī)單元、繼電器狀態(tài)檢測(cè)單元、風(fēng)機(jī)狀態(tài)檢測(cè)單元；其中主控制單元分別與溫度檢測(cè)轉(zhuǎn)換單元、鍵盤(pán)顯示單元、輸出控制單元、繼電器狀態(tài)檢測(cè)單元、風(fēng)機(jī)狀態(tài)檢測(cè)單元、故障處理單元相連；繼電器狀態(tài)檢測(cè)單元與輸出控制單元相連；冷卻風(fēng)機(jī)單元與輸出控制單元相連；風(fēng)機(jī)狀態(tài)檢測(cè)單元與冷卻風(fēng)機(jī)單元相連。本發(fā)明能夠?qū)敵隹刂茊卧械睦^電器觸點(diǎn)的開(kāi)合狀態(tài)、冷卻風(fēng)機(jī)單元中的風(fēng)機(jī)運(yùn)行狀態(tài)進(jìn)行檢測(cè)，一旦繼電器或風(fēng)機(jī)出現(xiàn)故障會(huì)及時(shí)發(fā)出警報(bào)并通過(guò)LED提示故障信息，提高了設(shè)備的可靠性。
【專利說(shuō)明】—種具有自檢測(cè)功能的干式變壓器溫度控制裝置及其工作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種干式變壓器溫度控制裝置，特別涉及一種能夠檢測(cè)冷卻風(fēng)機(jī)工作狀態(tài)和控制冷卻風(fēng)機(jī)起動(dòng)、停止的繼電器的工作狀態(tài)的溫度控制裝置，屬于自動(dòng)控制【技術(shù)領(lǐng)域】。
【背景技術(shù)】
[0002]干式變壓器有廣泛的應(yīng)用場(chǎng)所，干式變壓器溫度控制裝置是干式變壓器工作時(shí)不可或缺的一種裝置。溫度控制裝置與干式變壓器安裝于同一柜體當(dāng)中，工作環(huán)境惡劣特別是夏秋季節(jié)環(huán)境溫度很高?？刂评鋮s風(fēng)機(jī)起動(dòng)、停止的繼電器一般采用密閉式的繼電器，在惡劣環(huán)境下繼電器觸點(diǎn)會(huì)出現(xiàn)故障，不閉合或閉合后不能斷開(kāi)。這種故障造成風(fēng)機(jī)不工作使得變壓器溫升升高直到超溫報(bào)警，或者是風(fēng)機(jī)一直工作縮短其使用壽命。另一方面，冷卻風(fēng)機(jī)運(yùn)行是否正常直接影響到干式變壓器的溫升是否合理，目前被應(yīng)用的干式變壓器溫度控制裝置只是根據(jù)變壓器溫度高低控制繼電器實(shí)現(xiàn)風(fēng)機(jī)的起停，而對(duì)冷卻風(fēng)機(jī)的運(yùn)行情況沒(méi)有檢測(cè)措施，實(shí)際運(yùn)行時(shí)若風(fēng)機(jī)因故障停止則變壓器溫升上升直至超溫報(bào)警。上述情況出現(xiàn)的超溫報(bào)警或高溫跳閘的誤動(dòng)作，會(huì)給報(bào)警或跳閘的原因分析帶來(lái)困難，并威脅到變壓器的安全運(yùn)行。
[0003]本發(fā)明設(shè)計(jì)的干式變壓器溫度控制裝置，可以對(duì)繼電器觸點(diǎn)的開(kāi)合狀態(tài)、風(fēng)機(jī)運(yùn)行狀態(tài)進(jìn)行檢測(cè)，一旦繼電器或風(fēng)機(jī)出現(xiàn)故障會(huì)及時(shí)報(bào)警解決了上述問(wèn)題，提高了設(shè)備的
可靠性。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明的主要目的是解決目前技術(shù)的不足之處，提供一種能夠檢測(cè)控制風(fēng)機(jī)運(yùn)行的繼電器觸點(diǎn)狀態(tài)和風(fēng)機(jī)運(yùn)行狀態(tài)的干式變壓器溫度控制裝置。該裝置采用PT100鉬電阻采集干式變壓器的繞組溫度信號(hào)，溫度信號(hào)經(jīng)過(guò)濾波放大電路、AD轉(zhuǎn)換電路送入單片機(jī)。通過(guò)將干式變壓器繞組溫度與繞組溫度設(shè)定值的比較，當(dāng)檢測(cè)溫度超過(guò)溫度設(shè)定值時(shí)，單片機(jī)發(fā)出信號(hào)控制繼電器接通橫流冷卻風(fēng)機(jī)，實(shí)現(xiàn)對(duì)干式變壓器繞組的溫度控制。本發(fā)明還設(shè)計(jì)了繼電器狀態(tài)檢測(cè)電路和風(fēng)機(jī)運(yùn)行狀態(tài)檢測(cè)電路，如果繼電器觸點(diǎn)失效或者風(fēng)機(jī)失效，設(shè)計(jì)的電路會(huì)發(fā)信號(hào)給單片機(jī)，單片機(jī)通過(guò)聲光報(bào)警電路或跳閘電路實(shí)現(xiàn)對(duì)干式變壓器的超溫保護(hù)。
[0005]本發(fā)明的技術(shù)方案為:
[0006]一種具有自檢測(cè)功能的干式變壓器溫度控制裝置，包括溫度檢測(cè)轉(zhuǎn)換單元、鍵盤(pán)顯示單元、故障處理單元、主控制單元、輸出控制單元、冷卻風(fēng)機(jī)單元、繼電器狀態(tài)檢測(cè)單元、風(fēng)機(jī)狀態(tài)檢測(cè)單元；其中主控制單元分別與溫度檢測(cè)轉(zhuǎn)換單元、鍵盤(pán)顯示單元、輸出控制單元、繼電器狀態(tài)檢測(cè)單元、風(fēng)機(jī)狀態(tài)檢測(cè)單元、故障處理單元相連；繼電器狀態(tài)檢測(cè)單元與輸出控制單元相連；冷卻風(fēng)機(jī)單元與輸出控制單元相連；風(fēng)機(jī)狀態(tài)檢測(cè)單元與冷卻風(fēng)機(jī)單元相連。
[0007]所述的溫度檢測(cè)轉(zhuǎn)換單元包括溫度檢測(cè)電路、濾波放大電路和模數(shù)轉(zhuǎn)換電路；其中溫度檢測(cè)電路采用PtlOO鉬電阻，濾波放大電路采用運(yùn)算放大器LM358，它們串聯(lián)連接，共有三組；即每一組的PtlOO鉬電阻輸入端測(cè)量干式變壓器的一相繞組的溫度，PtlOO鉬電阻的輸出端連接一支運(yùn)算放大器LM358的輸入端,3支運(yùn)算放大器LM358的輸出端與模數(shù)轉(zhuǎn)換電路的3個(gè)輸入端相連接，模數(shù)轉(zhuǎn)換電路為8位逐次逼近轉(zhuǎn)換器ADC0809，ADC0809的輸出端與主控制單元的89C52單片機(jī)相連接。
[0008]所述的主控制單元采用89C52單片機(jī)；89C52分別與溫度檢測(cè)轉(zhuǎn)換單元中的ADC0809輸出端、鍵盤(pán)顯示單元中的按鍵及LED、故障處理單元中的光電耦合器輸入端、輸出控制單兀中的光電I禹合器輸入端、繼電器狀態(tài)檢測(cè)單兀7中的光電I禹合器輸出端、風(fēng)機(jī)狀態(tài)檢測(cè)單元中的光電耦合器輸出端相連接。
[0009]所述的鍵盤(pán)顯示單元，包括獨(dú)立式按鍵、LED ;按鍵、LED分別與主控制單元中的89C52連接；
[0010]所述的故障處理單元，包括第一光電耦合器、第一三極管、蜂鳴器、繼電器K1，用于產(chǎn)生聲光報(bào)警信號(hào)并處理故障；其中第一光電耦合器輸入端與主控制單元的89C52單片機(jī)相連接，第一光電耦合器輸出端通過(guò)電阻與第一三極管基極連接，蜂鳴器線圈和繼電器Kl線圈并聯(lián)后一端與第一三極管集電極相連另一端與電源相連，第一三極管發(fā)射極接地，繼電器Kl的常開(kāi)或常閉觸點(diǎn)串接在干式變壓器高壓側(cè)通斷電控制回路中。
[0011]所述的輸出控制單元，包括第二光電耦合器、第二三極管、繼電器K2，用于控制冷卻風(fēng)機(jī)的起動(dòng)與停止；冷卻風(fēng)機(jī)單元，包括橫流冷卻風(fēng)機(jī)，用于給干式變壓器降溫；其中第二光電稱合器輸入端與主控制單兀的89C52單片機(jī)相連接,第二光電稱合器輸出端通過(guò)電阻與第二三極管基極連接，第二三極管集電極與繼電器K2線圈的一端連接，繼電器K2線圈的另一端與直流電源相連，第二三極管發(fā)射極接地；繼電器K2的常開(kāi)觸點(diǎn)一端與220V交流電源相連，另一端連接冷卻風(fēng)機(jī)單元中的橫流冷卻風(fēng)機(jī)的一端，橫流冷卻風(fēng)機(jī)的另一端連接到220V交流電源。
[0012]所述的繼電器狀態(tài)檢測(cè)單元，包括電阻R1、電阻R2、電阻R3、電容Cl、電容C2、二極管D1、二極管D2、穩(wěn)壓管D3、第三光電耦合器U3 ;其中，電阻Rl和電容Cl組成阻容降壓電路，二極管D1、二極管D2、電容C2、穩(wěn)壓管D3、電阻R2組成整流濾波電路；輸出控制單元中的繼電器K2的常開(kāi)觸點(diǎn)與冷卻風(fēng)機(jī)單元中的橫流冷卻風(fēng)機(jī)串聯(lián)于電源L線與N線之間；電阻Rl和電容Cl并聯(lián)后一端與輸出控制單元中的繼電器K2常開(kāi)觸點(diǎn)和冷卻風(fēng)機(jī)單元中的橫流冷卻風(fēng)機(jī)交點(diǎn)處相連，另一端與二極管Dl的陰極及二極管D2的陽(yáng)極相連，二極管D2的陰極與電阻R2的一端及電容C2的正極相連，二極管Dl的陽(yáng)極及電容C2的陰極與N線相連，電阻R2的另一端與穩(wěn)壓管D3的陰極及第三光電耦合器U3的I腳相連，穩(wěn)壓管D3的陽(yáng)極及第三光電耦合器U3的2腳與N線相連；第三光電耦合器U3的4腳與電阻R3的一端及主控制單元2中的89C52單片機(jī)的IO 口相連，電阻R3的另一端與5V電源相連，第三光電耦合器U3的3腳與直流地相連。
[0013]所述的風(fēng)機(jī)狀態(tài)檢測(cè)單元，包括電流互感器Tl、電阻R4、二極管D4、二極管D5、二極管D6、二極管D7、電容C3、第四光電耦合器U4 ;其中電流互感器Tl、電阻R4、二極管D4、D5、D6、D7和電容C3組成整流濾波電路，第四光電耦合器U4組成隔離電路；輸出控制單元中的繼電器Kl常開(kāi)觸點(diǎn)與冷卻風(fēng)機(jī)單元中的橫流冷卻風(fēng)機(jī)串聯(lián)于電源L線與N線之間組成回路；電流互感器Tl連接在該回路中，電流互感器Tl輸出連接電阻R4的兩端，電阻R4一端與二極管D4的陽(yáng)極及二極管D5的陰極連接，電阻R4另一端與二極管D6的陽(yáng)極及二極管D7的陰極連接；二極管D4、D6的陰極與電容C3的正極、第四光電耦合器U4的I腳連接。二極管D5、D7的陽(yáng)極與電容C3的負(fù)極、第四光電耦合器U4的2腳連接。第四光電耦合器U4的4腳與電阻R5的一端及主控制單元2中的89C52單片機(jī)的IO 口相連，電阻R5的另一端與5V電源相連，第四光電耦合器U4的3腳與直流地相連。
[0014]所述的具有自檢測(cè)功能的干式變壓器溫度控制裝置的工作方法，其步驟包括:
[0015](I)、裝置上電開(kāi)機(jī)，單片機(jī)自檢，自檢通過(guò)后啟動(dòng)溫度信號(hào)的AD轉(zhuǎn)換；
[0016](2)、各個(gè)通道的AD轉(zhuǎn)換完成后掃描按鍵，若有按鍵被按下進(jìn)入按鍵處理程序，若無(wú)按鍵被按下將檢測(cè)到的變壓器繞組溫度與80°C作比較；
[0017](3)、若繞組溫度低于80°C此時(shí)風(fēng)機(jī)不需要運(yùn)行，檢測(cè)控制風(fēng)機(jī)通電的繼電器觸點(diǎn)的閉合情況，如果繼電器觸點(diǎn)處于斷開(kāi)狀態(tài)則程序返回AD轉(zhuǎn)換，如果繼電器觸點(diǎn)處于閉合狀態(tài)說(shuō)明繼電器出現(xiàn)故障裝置發(fā)出聲光報(bào)警；
[0018](4)、若繞組溫度高于80°C此時(shí)風(fēng)機(jī)需要運(yùn)行，檢測(cè)控制風(fēng)機(jī)通電的繼電器觸點(diǎn)的閉合情況，如果繼電器觸點(diǎn)處于閉合狀態(tài)則程序繼續(xù)檢測(cè)風(fēng)機(jī)是否運(yùn)行，如果風(fēng)機(jī)沒(méi)有運(yùn)行說(shuō)明風(fēng)機(jī)出現(xiàn)故障裝置啟動(dòng)聲光報(bào)警；
[0019](5)、如果風(fēng)機(jī)正常運(yùn)行，程序繼續(xù)判斷繞組溫度是否超過(guò)130°C，如果繞組溫度超過(guò)130°C裝置啟動(dòng)聲光報(bào)警，程序繼續(xù)判斷繞組溫度是否超過(guò)150°C，如果繞組溫度超過(guò)150°C裝置啟動(dòng)跳閘將變壓器與電網(wǎng)脫離同時(shí)發(fā)出聲光報(bào)警；
[0020](6)、如果風(fēng)機(jī)正常運(yùn)行，程序繼續(xù)判斷繞組溫度是否超過(guò)130°C，如果繞組溫度沒(méi)有超過(guò)130°C，程序轉(zhuǎn)入AD轉(zhuǎn)換。
[0021]本發(fā)明的有益效果是裝置能夠?qū)敵隹刂茊卧械睦^電器觸點(diǎn)的開(kāi)合狀態(tài)、冷卻風(fēng)機(jī)單元中的風(fēng)機(jī)運(yùn)行狀態(tài)進(jìn)行檢測(cè)，一旦繼電器或風(fēng)機(jī)出現(xiàn)故障會(huì)及時(shí)發(fā)出警報(bào)，提高了設(shè)備的可靠性。
[0022]控制冷卻風(fēng)機(jī)起動(dòng)、停止的繼電器一般采用密閉式的繼電器，在惡劣環(huán)境下繼電器觸點(diǎn)會(huì)出現(xiàn)故障，未閉合或閉合后不能斷開(kāi)。這種故障造成風(fēng)機(jī)不工作使得變壓器溫升升高直到超溫報(bào)警，或者是風(fēng)機(jī)一直工作縮短其使用壽命。另一方面，冷卻風(fēng)機(jī)運(yùn)行是否正常直接影響到干式變壓器的溫升是否合理，目前被應(yīng)用的干式變壓器溫度控制裝置只是根據(jù)變壓器溫度高低控制繼電器實(shí)現(xiàn)風(fēng)機(jī)的起停，而對(duì)冷卻風(fēng)機(jī)的運(yùn)行情況沒(méi)有檢測(cè)措施，實(shí)際運(yùn)行時(shí)若風(fēng)機(jī)故障停止則變壓器溫升上升直至超溫報(bào)警。上述情況出現(xiàn)的超溫報(bào)警或高溫跳閘的誤動(dòng)作，會(huì)給報(bào)警或跳閘的原因分析帶來(lái)困難，并威脅到變壓器的安全運(yùn)行。
【專利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0023]圖1是本發(fā)明的電路結(jié)構(gòu)框圖；
[0024]圖2是繼電器狀態(tài)檢測(cè)單元的電路圖；
[0025]圖3是風(fēng)機(jī)狀態(tài)檢測(cè)單元的電路圖；
[0026]圖4是具有自檢測(cè)功能的干式變壓器溫度控制裝置的程序流程圖?！揪唧w實(shí)施方式】
[0027]下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步說(shuō)明。一種干式變壓器溫度控制裝置其電路結(jié)構(gòu)如圖1所示，包括溫度檢測(cè)轉(zhuǎn)換單元1、鍵盤(pán)顯示單元2、故障處理單元3、主控制單元4、輸出控制單元5、冷卻風(fēng)機(jī)單元6、繼電器狀態(tài)檢測(cè)單元7、風(fēng)機(jī)狀態(tài)檢測(cè)單元8 ;其中主控制單元4分別與溫度檢測(cè)轉(zhuǎn)換單元1、鍵盤(pán)顯示單元2、輸出控制單元5、繼電器狀態(tài)檢測(cè)單元
7、風(fēng)機(jī)狀態(tài)檢測(cè)單元8、故障處理單元3相連；繼電器狀態(tài)檢測(cè)單元7與輸出控制單元5相連；冷卻風(fēng)機(jī)單元6與輸出控制單元5相連；風(fēng)機(jī)狀態(tài)檢測(cè)單元8與冷卻風(fēng)機(jī)單元6相連。
[0028]溫度檢測(cè)轉(zhuǎn)換單元I包括溫度檢測(cè)電路、濾波放大電路和模數(shù)轉(zhuǎn)換電路；其中溫度檢測(cè)電路采用PtlOO鉬電阻、濾波放大電路采用運(yùn)算放大器LM358它們串聯(lián)連接，共有三組；即每一組的PtlOO鉬電阻輸入端測(cè)量干式變壓器的一相繞組的溫度，PtlOO鉬電阻的輸出端連接一支運(yùn)算放大器LM358的輸入端，3支運(yùn)算放大器LM358的輸出端與模數(shù)轉(zhuǎn)換電路的3個(gè)輸入端相連接，模數(shù)轉(zhuǎn)換電路為8位逐次逼近轉(zhuǎn)換器ADC0809，ADC0809的輸出端與主控制單元4的89C52單片機(jī)相連接。由于上述組成，溫度檢測(cè)轉(zhuǎn)換單元I將變壓器溫度值轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號(hào)輸入主控制單元。
[0029]主控制單元4采用89C52單片機(jī)；89C52分別與溫度檢測(cè)轉(zhuǎn)換單元I中的ADC0809輸出端、鍵盤(pán)顯示單元2中的按鍵及LED、故障處理單元3中的光電耦合器輸入端、輸出控制單兀5中的光電稱合器輸入端、繼電器狀態(tài)檢測(cè)單兀7中的光電稱合器輸出端、風(fēng)機(jī)狀態(tài)檢測(cè)單元8中的光電耦合器輸出端相連接。
[0030]鍵盤(pán)顯示單元2，包括獨(dú)立式按鍵、LED，用于人機(jī)交互；按鍵、LED分別與主控制單元4中的89C52連接；
[0031]故障處理單兀3,包括第一光電稱合器、第一三極管、蜂鳴器、繼電器Kl,用于產(chǎn)生聲光報(bào)警信號(hào)并處理故障；其中第一光電耦合器輸入端與主控制單元4的89C52單片機(jī)相連接，第一光電耦合器輸出端通過(guò)電阻與第一三極管基極連接，蜂鳴器線圈和繼電器Kl線圈并聯(lián)后一端與第一三極管集電極相連另一端與電源相連，第一三極管發(fā)射極接地，繼電器Kl的常開(kāi)或常閉觸點(diǎn)串接在干式變壓器高壓側(cè)通斷電控制回路中。
[0032]輸出控制單兀5,包括第二光電稱合器、第二三極管、繼電器K2,用于控制冷卻風(fēng)機(jī)的起動(dòng)與停止；冷卻風(fēng)機(jī)單元6，包括橫流冷卻風(fēng)機(jī)，用于給干式變壓器降溫；其中第二光電稱合器輸入端與主控制單兀4的89C52單片機(jī)相連接,第二光電稱合器輸出端通過(guò)電阻與第二三極管基極連接，第二三極管集電極與繼電器K2線圈的一端連接，繼電器K2線圈的另一端與直流電源相連，第二三極管發(fā)射極接地。繼電器K2的常開(kāi)觸點(diǎn)一端與220V交流電源相連，另一端連接冷卻風(fēng)機(jī)單元6中的橫流冷卻風(fēng)機(jī)的一端，橫流冷卻風(fēng)機(jī)的另一端連接到220V交流電源。
[0033]圖2所示為繼電器狀態(tài)檢測(cè)單元I的電路原理圖，包括電阻R1、電阻R2、電阻R3、電容Cl、電容C2、二極管D1、二極管D2、穩(wěn)壓管D3、第三光電耦合器U3 ;其中，電阻Rl和電容Cl組成阻容降壓電路，二極管D1、二極管D2、電容C2、穩(wěn)壓管D3、電阻R2組成整流濾波電路；輸出控制單元5中的繼電器K2的常開(kāi)觸點(diǎn)與冷卻風(fēng)機(jī)單元6中的橫流冷卻風(fēng)機(jī)串聯(lián)于電源L線與N線之間；電阻Rl和電容Cl并聯(lián)后一端與輸出控制單元5中的繼電器K2的常開(kāi)觸點(diǎn)和冷卻風(fēng)機(jī)單元6中的橫流冷卻風(fēng)機(jī)交點(diǎn)處相連，另一端與二極管Dl的陰極及二極管D2的陽(yáng)極相連，二極管D2的陰極與電阻R2的一端及電容C2的正極相連，二極管Dl的陽(yáng)極及電容C2的陰極與N線相連，電阻R2的另一端與穩(wěn)壓管D3的陰極及第三光電耦合器U3的I腳相連，穩(wěn)壓管D3的陽(yáng)極及第三光電耦合器U3的2腳與N線相連。第三光電耦合器U3的4腳與電阻R3的一端及主控制單元2中的89C52單片機(jī)的IO 口相連，電阻R3的另一端與5V電源相連，第三光電耦合器U3的3腳與直流地相連。
[0034]當(dāng)主控制單元4發(fā)出指令使輸出控制單元5中的繼電器K2常開(kāi)觸點(diǎn)閉合，則冷卻風(fēng)機(jī)單元6中的橫流冷卻風(fēng)機(jī)開(kāi)始運(yùn)行。此時(shí)，繼電器狀態(tài)檢測(cè)單元7得電工作，經(jīng)過(guò)阻容降壓、整流穩(wěn)壓后光電耦合器U3導(dǎo)通，此時(shí)光電耦合器U3的4腳為低電平。當(dāng)主控制單元4發(fā)出指令使輸出控制單元5中的繼電器K2常開(kāi)觸點(diǎn)斷開(kāi)，此時(shí)光電耦合器U3的4腳為高電平。將光電耦合器U3的4腳的電平信號(hào)送入單片機(jī)IO 口就可以判斷繼電器觸點(diǎn)的工作狀態(tài)是否與主控制單元4所發(fā)出指令一致，若繼電器出現(xiàn)故障則主控制單元4可以通過(guò)故障處理單元3發(fā)出聲光警報(bào)。
[0035]圖3所示為風(fēng)機(jī)狀態(tài)檢測(cè)單元8的電路原理圖，包括電流互感器Tl、電阻R4、二極管D4、二極管D5、二極管D6、二極管D7、電容C3、第四光電耦合器U4。其中電流互感器Tl、電阻R4、二極管D4、D5、D6、D7和電容C3組成整流濾波電路，第四光電耦合器U4組成隔離電路。輸出控制單元5中的繼電器K2的常開(kāi)觸點(diǎn)與冷卻風(fēng)機(jī)單元6中的橫流冷卻風(fēng)機(jī)串聯(lián)于電源L線與N線之間組成回路。電流互感器Tl連接在該回路中，電流互感器Tl輸出連接電阻R4的兩端，電阻R4 —端與二極管D4的陽(yáng)極及二極管D5的陰極連接，電阻R4另一端與二極管D6的陽(yáng)極及二極管D7的陰極連接。二極管D4、D6的陰極與電容C3的正極、第四光電耦合器U4的I腳連接。二極管D5、D7的陽(yáng)極與電容C3的負(fù)極、第四光電耦合器U4的2腳連接。第四光電耦合器U4的4腳與電阻R5的一端及主控制單元2中的89C52單片機(jī)的IO 口相連，電阻R5的另一端與5V電源相連，第四光電耦合器U4的3腳與直流地相連。
[0036]當(dāng)主控制單元4發(fā)出指令使輸出控制單元5中的繼電器K2常開(kāi)觸點(diǎn)閉合，則冷卻風(fēng)機(jī)單元6中的橫流冷卻風(fēng)機(jī)開(kāi)始運(yùn)行。此時(shí)，電流互感器Tl中有電流流過(guò)，該電流流過(guò)電阻R4得到電壓信號(hào)，該電壓信號(hào)經(jīng)過(guò)二極管D4、D5、D6、D7組成的整流橋和電容C3濾波輸入第四光電I禹合器U4,第四光電I禹合器U4導(dǎo)通,此時(shí)第四光電I禹合器U4的4腳為低電平信號(hào)。若橫流冷卻風(fēng)機(jī)不運(yùn)行則第四光電耦合器U4的4腳為高電平信號(hào)。將第四光電耦合器U4的4腳的電平信號(hào)送入單片機(jī)IO 口就可以判斷冷卻風(fēng)機(jī)的工作狀態(tài)是否與主控制單元4所發(fā)出指令一致，若冷卻風(fēng)機(jī)出現(xiàn)故障則主控制單元4可以通過(guò)故障處理單元3發(fā)出聲光警報(bào)。
[0037]圖4為具有自檢測(cè)功能的干式變壓器溫度控制裝置的工作方法，其步驟包括:
[0038]1、裝置上電開(kāi)機(jī)，單片機(jī)自檢，自檢通過(guò)后啟動(dòng)溫度信號(hào)的AD轉(zhuǎn)換；
[0039]2、各個(gè)通道的AD轉(zhuǎn)換完成后掃描按鍵，若有按鍵被按下進(jìn)入按鍵處理程序，若無(wú)按鍵被按下將檢測(cè)到的變壓器繞組溫度與80°C作比較；
[0040]3、若繞組溫度低于80°C此時(shí)風(fēng)機(jī)不需要運(yùn)行，檢測(cè)控制風(fēng)機(jī)通電的繼電器觸點(diǎn)的閉合情況，如果繼電器觸點(diǎn)處于斷開(kāi)狀態(tài)則程序返回AD轉(zhuǎn)換，如果繼電器觸點(diǎn)處于閉合狀態(tài)說(shuō)明繼電器出現(xiàn)故障裝置發(fā)出聲光報(bào)警。
[0041]4、若繞組溫度高于80°C此時(shí)風(fēng)機(jī)需要運(yùn)行，檢測(cè)控制風(fēng)機(jī)通電的繼電器觸點(diǎn)的閉合情況，如果繼電器觸點(diǎn)處于閉合狀態(tài)則程序繼續(xù)檢測(cè)風(fēng)機(jī)是否運(yùn)行，如果風(fēng)機(jī)沒(méi)有運(yùn)行說(shuō)明風(fēng)機(jī)出現(xiàn)故障裝置啟動(dòng)聲光報(bào)警；
[0042]5、如果風(fēng)機(jī)正常運(yùn)行，程序繼續(xù)判斷繞組溫度是否超過(guò)130°C，如果繞組溫度超過(guò)130°C裝置啟動(dòng)聲光報(bào)警，程序繼續(xù)判斷繞組溫度是否超過(guò)150°C，如果繞組溫度超過(guò)150°C裝置啟動(dòng)跳閘將變壓器與電網(wǎng)脫離同時(shí)發(fā)出聲光報(bào)警；
[0043]6、如果風(fēng)機(jī)正常運(yùn)行，程序繼續(xù)判斷繞組溫度是否超過(guò)130°C，如果繞組溫度沒(méi)有超過(guò)130°C，程序轉(zhuǎn)入AD轉(zhuǎn)換。
[0044]通過(guò)上述裝置的組成和運(yùn)行過(guò)程，本發(fā)明不但實(shí)現(xiàn)了對(duì)干式變壓器繞組溫度的實(shí)時(shí)檢測(cè)和及時(shí)對(duì)干式變壓器繞組的冷卻，并且能夠檢測(cè)控制冷卻風(fēng)機(jī)運(yùn)行的繼電器觸點(diǎn)的工作狀態(tài)以及冷卻風(fēng)機(jī)自身的工作狀態(tài)，能夠避免干式變壓器因超溫工作而損壞，提高了干式變壓器運(yùn)行的可靠性。
[0045]本發(fā)明未盡事宜為公知技術(shù)。
【權(quán)利要求】
1.一種具有自檢測(cè)功能的干式變壓器溫度控制裝置，其特征為該裝置包括溫度檢測(cè)轉(zhuǎn)換單元、鍵盤(pán)顯示單元、故障處理單元、主控制單元、輸出控制單元、冷卻風(fēng)機(jī)單元、繼電器狀態(tài)檢測(cè)單元、風(fēng)機(jī)狀態(tài)檢測(cè)單元；其中主控制單元分別與溫度檢測(cè)轉(zhuǎn)換單元、鍵盤(pán)顯示單元、輸出控制單元、繼電器狀態(tài)檢測(cè)單元、風(fēng)機(jī)狀態(tài)檢測(cè)單元、故障處理單元相連；繼電器狀態(tài)檢測(cè)單元與輸出控制單元相連；冷卻風(fēng)機(jī)單元與輸出控制單元相連；風(fēng)機(jī)狀態(tài)檢測(cè)單元與冷卻風(fēng)機(jī)單元相連。
2.如權(quán)利要求1所述的具有自檢測(cè)功能的干式變壓器溫度控制裝置，其特征為所述的溫度檢測(cè)轉(zhuǎn)換單元包括溫度檢測(cè)電路、濾波放大電路和模數(shù)轉(zhuǎn)換電路；其中溫度檢測(cè)電路采用PtlOO鉬電阻，濾波放大電路采用運(yùn)算放大器LM358，它們串聯(lián)連接，共有三組；即每一組的PtlOO鉬電阻輸入端測(cè)量干式變壓器的一相繞組的溫度，PtlOO鉬電阻的輸出端連接一支運(yùn)算放大器LM358的輸入端,3支運(yùn)算放大器LM358的輸出端與模數(shù)轉(zhuǎn)換電路的3個(gè)輸入端相連接，模數(shù)轉(zhuǎn)換電路為8位逐次逼近轉(zhuǎn)換器ADC0809，ADC0809的輸出端與主控制單元的89C52單片機(jī)相連接。
3.如權(quán)利要求1所述的具有自檢測(cè)功能的干式變壓器溫度控制裝置，其特征為所述的主控制單元采用89C52單片機(jī)；89C52分別與溫度檢測(cè)轉(zhuǎn)換單元中的ADC0809輸出端、鍵盤(pán)顯不單兀中的按鍵及LED、故障處理單兀中的光電稱合器輸入端、輸出控制單兀中的光電率禹合器輸入端、繼電器狀態(tài)檢測(cè)單兀7中的光電稱合器輸出端、風(fēng)機(jī)狀態(tài)檢測(cè)單兀中的光電耦合器輸出端相連接。
4.如權(quán)利要求1所述的具有自檢測(cè)功能的干式變壓器溫度控制裝置，其特征為所述的鍵盤(pán)顯示單元，包括獨(dú)立式按鍵、LED ;按鍵、LED分別與主控制單元中的89C52連接。
5.如權(quán)利要求1所述的具有自檢測(cè)功能的干式變壓器溫度控制裝置，其特征為所述的故障處理單兀 ，包括第一光電稱合器、第一三極管、蜂鳴器、繼電器Kl,用于產(chǎn)生聲光報(bào)警信號(hào)并處理故障；其中第一光電耦合器輸入端與主控制單元的89C52單片機(jī)相連接，第一光電耦合器輸出端通過(guò)電阻與第一三極管基極連接，蜂鳴器線圈和繼電器Kl線圈并聯(lián)后一端與第一三極管集電極相連另一端與電源相連，第一三極管發(fā)射極接地，繼電器Kl的常開(kāi)或常閉觸點(diǎn)串接在干式變壓器高壓側(cè)通斷電控制回路中。
6.如權(quán)利要求1所述的具有自檢測(cè)功能的干式變壓器溫度控制裝置，其特征為所述的輸出控制單元，包括第二光電耦合器、第二三極管、繼電器K2，用于控制冷卻風(fēng)機(jī)的起動(dòng)與停止；冷卻風(fēng)機(jī)單元，包括橫流冷卻風(fēng)機(jī)，用于給干式變壓器降溫；其中第二光電耦合器輸入端與主控制單元的89C52單片機(jī)相連接，第二光電耦合器輸出端通過(guò)電阻與第二三極管基極連接，第二三極管集電極與繼電器K2線圈的一端連接，繼電器K2線圈的另一端與直流電源連接，第二三極管發(fā)射極接地；繼電器K2的常開(kāi)觸點(diǎn)一端與220V交流電源相連，另一端連接冷卻風(fēng)機(jī)單元中的橫流冷卻風(fēng)機(jī)的一端，橫流冷卻風(fēng)機(jī)的另一端連接到220V交流電源。
7.如權(quán)利要求1所述的具有自檢測(cè)功能的干式變壓器溫度控制裝置，其特征為所述的繼電器狀態(tài)檢測(cè)單元，包括電阻R1、電阻R2、電阻R3、電容Cl、電容C2、二極管Dl、二極管D2、穩(wěn)壓管D3、第三光電耦合器U3 ;其中，電阻Rl和電容Cl組成阻容降壓電路，二極管D1、二極管D2、電容C2、穩(wěn)壓管D3、電阻R2組成整流濾波電路；輸出控制單元中的繼電器K2的常開(kāi)觸點(diǎn)與冷卻風(fēng)機(jī)單元中的橫流冷卻風(fēng)機(jī)串聯(lián)于電源L線與N線之間；電阻Rl和電容Cl并聯(lián)后一端與輸出控制單元中的繼電器K2的常開(kāi)觸點(diǎn)和冷卻風(fēng)機(jī)單元中的橫流冷卻風(fēng)機(jī)交點(diǎn)處相連，另一端與二極管Dl的陰極及二極管D2的陽(yáng)極相連，二極管D2的陰極與電阻R2的一端及電容C2的正極相連，二極管Dl的陽(yáng)極及電容C2的陰極與N線相連，電阻R2的另一端與穩(wěn)壓管D3的陰極及第三光電耦合器U3的I腳相連，穩(wěn)壓管D3的陽(yáng)極及第三光電耦合器U3的2腳與N線相連；第三光電耦合器U3的4腳與電阻R3的一端及主控制單元2中的89C52單片機(jī)的IO 口相連，電阻R3的另一端與5V電源相連，第三光電耦合器U3的3腳與直流地相連。
8.如權(quán)利要求1所述的具有自檢測(cè)功能的干式變壓器溫度控制裝置，其特征為所述的風(fēng)機(jī)狀態(tài)檢測(cè)單元，包括電流互感器Tl、電阻R4、二極管D4、二極管D5、二極管D6、二極管D7、電容C3、第四光電耦合器U4 ;其中電流互感器Tl、電阻R4、二極管D4、D5、D6、D7和電容C3組成整流濾波電路，第四光電耦合器U4組成隔離電路；輸出控制單元中的繼電器K2常開(kāi)觸點(diǎn)與冷卻風(fēng)機(jī)單元中的橫流冷卻風(fēng)機(jī)串聯(lián)于電源L線與N線之間組成回路；電流互感器Tl連接在該回路中，電流互感器Tl輸出連接電阻R4的兩端，電阻R4 —端與二極管D4的陽(yáng)極及二極管D5的陰極連接，電阻R4另一端與二極管D6的陽(yáng)極及二極管D7的陰極連接；二極管D4、D6的陰極與電容C3的正極、第四光電耦合器U4的I腳連接；二極管D5、D7的陽(yáng)極與電容C3的負(fù)極、第四光電耦合器U4的2腳連接；第四光電耦合器U4的4腳與電阻R5的一端及主控制單元2中的89C52單片機(jī)的IO 口相連，電阻R5的另一端與5V電源相連，第四光電耦合器U4的3腳與直流地相連。
9.如權(quán)利要求1所述的具有自檢測(cè)功能的干式變壓器溫度控制裝置的工作方法，其特征為包括如下步驟: (1)、裝置上電開(kāi)機(jī)，單片機(jī)自檢，自檢通過(guò)后啟動(dòng)溫度信號(hào)的AD轉(zhuǎn)換； (2)、各個(gè)通道的AD轉(zhuǎn)換完成后掃描按鍵，若有按鍵被按下進(jìn)入按鍵處理程序，若無(wú)按鍵被按下將檢測(cè)到的變 壓器繞組溫度與80°C作比較； (3)、若繞組溫度低于80°C此時(shí)風(fēng)機(jī)不需要運(yùn)行，檢測(cè)控制風(fēng)機(jī)通電的繼電器觸點(diǎn)的閉合情況，如果繼電器觸點(diǎn)處于斷開(kāi)狀態(tài)則程序返回AD轉(zhuǎn)換，如果繼電器觸點(diǎn)處于閉合狀態(tài)說(shuō)明繼電器出現(xiàn)故障裝置發(fā)出聲光報(bào)警； (4)、若繞組溫度高于80°C此時(shí)風(fēng)機(jī)需要運(yùn)行，檢測(cè)控制風(fēng)機(jī)通電的繼電器觸點(diǎn)的閉合情況，如果繼電器觸點(diǎn)處于閉合狀態(tài)則程序繼續(xù)檢測(cè)風(fēng)機(jī)是否運(yùn)行，如果風(fēng)機(jī)沒(méi)有運(yùn)行說(shuō)明風(fēng)機(jī)出現(xiàn)故障裝置啟動(dòng)聲光報(bào)警； (5)、如果風(fēng)機(jī)正常運(yùn)行，程序繼續(xù)判斷繞組溫度是否超過(guò)130°C，如果繞組溫度超過(guò)130°C裝置啟動(dòng)聲光報(bào)警，程序繼續(xù)判斷繞組溫度是否超過(guò)150°C，如果繞組溫度超過(guò)150°C裝置啟動(dòng)跳閘將變壓器與電網(wǎng)脫離同時(shí)發(fā)出聲光報(bào)警； (6)、如果風(fēng)機(jī)正常運(yùn)行，程序繼續(xù)判斷繞組溫度是否超過(guò)130°C，如果繞組溫度沒(méi)有超過(guò)130°C，程序轉(zhuǎn)入AD轉(zhuǎn)換。
【文檔編號(hào)】G05D23/24GK103529876SQ201310534292
【公開(kāi)日】2014年1月22日 申請(qǐng)日期:2013年10月31日 優(yōu)先權(quán)日:2013年10月31日
【發(fā)明者】杜江, 張嚴(yán), 劉翀 申請(qǐng)人:河北工業(yè)大學(xué)