一種變壓器電子溫控器的製作方法
2023-12-10 09:07:57 1
專利名稱：一種變壓器電子溫控器的製作方法
技術領域：
本實用新型屬於通用的電力變壓器溫度控制領域，涉及一種變壓器電子溫控器。
背景技術：
用於變壓器溫度檢測和製冷風機控制的電子溫控器是保證變壓器安全運行的重 要裝置之一。目前變壓器溫度控制普遍採用PT100鉬電阻作為變壓器的溫度檢測傳感器， 採用單相或三相風機作為溫度控制的執行元件，採用微處理器對溫度傳感器採集的變壓器 溫度進行計算處理，並根據採集到的變壓器溫度對製冷風機進行開關控制，輸出變壓器超 溫報警、溫度傳感器故障等報警信息以及超溫跳閘等控制信號。變壓器電子溫控器的工作流程為當變壓器溫度高於設定的溫度(風機啟動溫 度)值時控制電路啟動，打開製冷風機。如溫度繼續上升，達到設定的超溫報警溫度點時， 啟動超溫報警功能，發出超溫報警信息。如溫度進一步上升，達到設定的超溫跳閘溫度點 時，為防止變壓器因溫度過高而損壞，溫控器將輸出超溫跳閘信號，可以通過跳閘來停止變 壓器的運行。變壓器電子溫控器的基本功能包括以下幾個方面1)具有三相線包溫度的巡迴顯示和最高相溫度顯示的切換功能。2)可根據設定的開風機溫度和關風機溫度自動控制風機的開啟和關閉，保證變壓 器在正常溫度下安全運行。當三相線包溫度中的最高相溫度超過開風機溫度時，開啟風機， 同時在溫控器面板上進行相應顯示。3)具有超溫報警功能。當三相溫度中的最高相溫度達到超溫報警溫度時，溫控器 報警、通過開關量輸出端子和串行總線輸出超溫報警信號，同時在溫控器面板上進行相應 顯不。4)具有超溫跳閘功能，當三相溫度中的最高相溫度達到超溫跳閘溫度時，溫控器 報警、通過開關量輸出端子輸出超溫跳間信號，控制斷路器切斷變壓器電源，避免變壓器繼 續超溫運行。同時還可通過串行總線輸出超溫報警信號，並在溫控器面板上進行相應顯
7J\ o5)PT100傳感器任何一相有故障時，溫控器報警並輸出故障報警信號。7)手動控制風機功能，可手動啟停風機。8)定時開啟風機的功能。9) 「黑匣子」功能，將斷電時的變壓器三相溫度記錄在存貯器中，方便用戶查找掉 電原因。普通電力變壓器電子溫控器(系統結構見圖1)大都具備以上功能，但不具備風機 故障檢測和斷相保護功能，即製冷風機過載或斷相時普通溫控器無法檢測到，而製冷風機 過載或斷相運行很容易造成風機損壞，風機損壞後若不能及時發現則變壓器將在無製冷措 施的情況下運行，很容易造成變壓器溫度上升後停止運行或損壞。為檢測製冷風機故障並 實現三相風機斷相保護功能，目前一般都是採用普通電力變壓器電子溫控器加上交流接觸
3器(或交流繼電器)和熱繼電器(或其它斷相檢測裝置)組成溫控箱的方式來實現，參見 圖2，其結構複雜，使用不方便，而且無法進行失電報警，功能存在局限性
實用新型內容
本實用新型為了彌補現有技術的不足，提供了一種變壓器電子溫控器，它使用方 便、功能齊全，具備風機檢測、斷相保護和失電報警功能，結構緊湊，體積小，便於安裝和維 護，在大大降低硬體成本的同時提高了溫控器的可靠性。本實用新型是通過如下技術方案實現的本實用新型的變壓器電子溫控器，包括人機互動板和測控電路板，人機互動板設 有操作鍵盤和顯示器，測控電路板包括製冷風機控制電路、溫控器人機接口電路、微處理器 系統、溫控器電源電路、變壓器溫度採集電路、串行通信接口電路，冷風機控制電路連接三 相製冷風機，溫控器人機接口電路連接人機互動板的操作鍵盤和顯示器，溫控器電源電路 連接電源，變壓器溫度採集電路連接電力變壓器，串行通信接口電路通過RS485線連接外 部監控網絡，其特殊之處在於測控電路板還包括製冷風機過載/斷相檢測電路和冷風機 斷相保護電路；冷風機斷相保護電路的輸入端連接微處理器系統，輸出端連接三相製冷風 機；製冷風機過載/斷相檢測電路連接微處理器系統，製冷風機過載/斷相檢測電路輸入端 連接三相製冷風機，輸出端連接製冷風機過載/斷相報警電路和設備。本實用新型的變壓器電子溫控器，測控電路板還包括溫控器失電告警電路，溫控 器失電告警電路輸入端連接溫控器外部電源和溫控器電源電路，輸出端連接報警設備。本實用新型的工作原理變壓器溫度採集電路實時採集變壓器三相溫度，當變壓器溫度高於設定的溫度 (風機啟動溫度)值時控制電路啟動，打開製冷風機。同時製冷風機過載/斷相檢測電路 實時監測風機運行狀況，發現風機過載或斷相運行時由製冷風機斷相保護電路切斷風機電 源，防止因三相風機局部短路造成過流以及斷相運行而損壞風機，同時發出風機過載或斷 相報警信號告知電力系統運行人員及時進行處理。在溫控器的整個運行過程中，溫控器失電告警電路實時監測溫控器系統工作電 壓，當檢測到相關工作電壓異常時立即發出溫控器失電報警信號，告知電力系統運行人員 及時進行處理，有效避免因未能及時發現溫控器失電而導致變壓器溫度失去控制的情況發 生。本實用新型與圖1所示系統的不同之處在於圖1所示的普通電力變壓器電子溫控器具備變壓器溫度採集、製冷風機控制、 PT100傳感器故障報警、超溫報警、超溫跳間以及串行通信等功能，但不具備風機故障檢測 和斷相保護等功能。本實用新型(圖3)除具備圖1所示普通電力變壓器電子溫控器具備 的全部功能外，還具備製冷風機過載檢測和斷相保護功能，提高了變壓器溫度控制系統的 可靠性，可有效防止因三相風機局部短路造成過流以及斷相運行而損壞風機，有效避免因 未能及時發現製冷風機故障而導致變壓器溫度上升的情況發生。同時本實用新型還具備溫控器失電報警功能，在供給溫控器的電源斷路或溫控器 本身電源故障的情況下，可向外提供溫控器失電報警信號，從而使系統運行人員可以實時 掌握溫控器運行情況，有效避免因未能及時發現溫控器失電而導致變壓器溫度失去控制的情況發生。本實用新型與圖2所示系統的不同之處在於本實用新型將普通電力變壓器電子溫控器的溫度採集、風機控制功能和風機過載 檢測、斷相保護功能實現電路集成在一塊測控電路板上，不必像圖2所示變壓器電子溫控 箱那樣需要在溫控器外部接線，同時也避免了使用溫控箱中採用的體積大且成本較高的電 氣元件，如交流接觸器/交流繼電器、熱繼電器/其它斷相檢測裝置等。本實用新型系統結 構緊湊，體積小，便於安裝和維護，在大大降低硬體成本的同時提高了溫控器的可靠性。有 效克服了圖2所示系統成本高、可靠性差的缺陷。本實用新型的變壓器電子溫控器，除具備普通溫控器的所有功能外，還具備製冷 風機過載檢測和斷相保護功能，通過實時監測製冷風機三相繞組的電壓和電流，當有一相 /多相電壓或電流超過設定值時，溫控器立刻切斷製冷風機的三相電源並發出報警信號。 提高了變壓器溫度控制系統的可靠性，可有效防止因三相風機局部短路造成過流以及斷相 運行而損壞風機，有效避免因未能及時發現製冷風機故障而導致變壓器溫度上升的情況發 生。本溫控器還具備溫控器失電報警功能，在供給溫控器的外部電源斷路或溫控器本 身電源故障的情況下，可向外部提供溫控器失電報警信號，從而使系統運行人員可以實時 掌握溫控器運行情況，有效避免因未能及時發現溫控器失電而導致變壓器溫度失去控制的 情況發生，更好的保證無人值守供電系統安全。另外，本溫控器將普通電力變壓器電子溫控器的溫度採集測量、風機控制功能和 風機過載/斷相檢測、斷相保護、失電報警等功能實現電路集成在一塊測控電路板上，系統 結構緊湊，體積小，便於安裝和維護，在大大降低硬體成本的同時提高了溫控器的可靠性。
圖1為現有的普通電力變壓器電子溫控器示意圖。圖2為現有的具備風機檢測和 斷相保護功能的變壓器電子溫控箱示意圖。圖3為本實用新型的具備風機檢測和斷相保護 功能的變壓器電子溫控器示意圖。
具體實施方式
附圖為本實用新型的一種具體實施例。本實用新型的變壓器電子溫控器，包括人機互動板和測控電路板，人機互動板設 有操作鍵盤和顯示器，測控電路板包括製冷風機控制電路、溫控器人機接口電路、微處理器 系統、溫控器電源電路、變壓器溫度採集電路、串行通信接口電路，冷風機控制電路連接三 相製冷風機，溫控器人機接口電路連接人機互動板的操作鍵盤和顯示器，溫控器電源電路 連接電源，變壓器溫度採集電路連接電力變壓器，串行通信接口電路通過RS485線連接外 部監控網絡，其特殊之處在於測控電路板還包括製冷風機過載/斷相檢測電路和冷風機 斷相保護電路；冷風機斷相保護電路的輸入端連接微處理器系統，輸出端連接三相製冷風 機；製冷風機過載/斷相檢測電路連接微處理器系統，製冷風機過載/斷相檢測電路輸入 端連接三相製冷風機，輸出端連接製冷風機過載/斷相報警電路和設備。測控電路板還包 括溫控器失電告警電路，溫控器失電告警電路輸入端連接溫控器外部電源和溫控器電源電路，輸出端連接報警設備。本實用新型的變壓器電子溫控器採用PT100鉬電阻溫度傳感器採集變壓器的三 相溫度(乾式變壓器)或油溫(油浸式變壓器)，採集到的數據經過A/D (模/數)轉換後 由十六位微處理系統進行非線性校準等處理，處理好的數據送到人機互動板進行顯示，同 時可通過RS485總線送往後臺監控軟體。當溫度超過用戶設置值時，進行超溫報警、超溫跳 閘等報警並對變壓器製冷風機進行相關操作；當風機過載或斷相運行時由製冷風機斷相保 護電路切斷風機電源，防止因三相風機局部短路造成過流以及斷相運行而損壞風機；當溫 控器失電時發出溫控器失電報警信號通知系統運行人員及時處理。十六位微處理系統還可 根據用戶設置實現最高溫度記錄、掉電溫度記錄以及風機定時啟動等功能。十六位微處理系統採用德州儀器公司的MSP430系列單片機作為主控制晶片。 MSP430系列單片機是一個16位的單片機，採用了精簡指令集(RISC)結構，具有豐富的尋 址方式(7種源操作數尋址、4種目的操作數尋址)、簡潔的內核指令以及大量的模擬指令； 大量的寄存器以及片內數據存儲器都可參加多種運算；還有高效的查表處理指令；有較高 的處理速度，在8MHz晶體驅動下指令周期為125ns。這些特點保證了可編制出高效率的源 程序。MSP430系列單片機集成了較豐富的片內外設，包括看門狗、模擬比較器、定時器、串 口、硬體乘法器、液晶驅動器等。這些片內外設為溫控器有效完成變壓器三相溫度(或油 溫)及環境溫度的採集、處理、超溫報警、超溫跳間、最高溫度記錄、掉電溫度記錄、風機定 時啟動以及製冷風機過載檢測和斷相保護、溫控器失電告警等功能提供了極大的方便。本溫控器的實現電路均採用工業級晶片，採用高性能16位微處理器，具有很好的 穩定性和精確度，功能強、操作方便，電路性能優越，抗幹擾能力強，能夠適應較為惡劣的工 作環境，運行可靠。可廣泛應用於35千伏以下等級電力變壓器的溫度控制領域。本變壓器電子溫控器採用的技術包括數據採集技術、微型計算機控制技術、數據 存貯技術、I2C總線調整與存儲技術、電磁抗幹擾技術、串行數據通信技術、PT100非線性校 準技術和軟體可靠性設計技術等。
權利要求一種變壓器電子溫控器，包括人機互動板和測控電路板，人機互動板設有操作鍵盤和顯示器，測控電路板包括製冷風機控制電路、溫控器人機接口電路、微處理器系統、溫控器電源電路、變壓器溫度採集電路、串行通信接口電路，冷風機控制電路連接三相製冷風機，溫控器人機接口電路連接人機互動板的操作鍵盤和顯示器，溫控器電源電路連接電源，變壓器溫度採集電路連接電力變壓器，串行通信接口電路通過RS485線連接外部監控網絡，其特徵在於測控電路板還包括製冷風機過載/斷相檢測電路和冷風機斷相保護電路；冷風機斷相保護電路的輸入端連接微處理器系統，輸出端連接三相製冷風機；製冷風機過載/斷相檢測電路連接微處理器系統，製冷風機過載/斷相檢測電路輸入端連接三相製冷風機，輸出端連接製冷風機過載/斷相報警電路和設備。
2.根據權利要求1所述的變壓器電子溫控器，其特徵在於測控電路板還包括溫控器 失電告警電路，溫控器失電告警電路輸入端連接溫控器外部電源和溫控器電源電路，輸出 端連接報警設備。
專利摘要本實用新型涉及一種變壓器電子溫控器，包括人機互動板和測控電路板，人機互動板有操作鍵盤和顯示器，測控電路板有製冷風機控制電路、溫控器人機接口電路、微處理器系統、溫控器電源電路、變壓器溫度採集電路、串行通信接口電路，測控電路板還包括制製冷風機過載/斷相檢測電路和冷風機斷相保護電路；冷風機斷相保護電路的輸入端連接微處理器系統，輸出端連接三相製冷風機；製冷風機過載/斷相檢測電路連接微處理器系統，製冷風機過載/斷相檢測電路輸入端連接三相製冷風機，輸出端連接製冷風機過載/斷相報警電路和設備。有益效果是將溫控器的溫度採集測量、風機控制和風機過載/斷相檢測、斷相保護、失電報警等功能於一身，成本低，可靠性高。
文檔編號G05D23/20GK201765524SQ20102051844
公開日2011年3月16日 申請日期2010年9月7日 優先權日2010年9月7日
發明者劉坤, 宋宗良, 王中強, 田衛東, 白峰君, 陳玉國 申請人:山東達馳電氣有限公司